WO2016078706A1 - Mastarm mit hebelgetriebe - Google Patents

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WO2016078706A1
WO2016078706A1 PCT/EP2014/075069 EP2014075069W WO2016078706A1 WO 2016078706 A1 WO2016078706 A1 WO 2016078706A1 EP 2014075069 W EP2014075069 W EP 2014075069W WO 2016078706 A1 WO2016078706 A1 WO 2016078706A1
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WO
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lever
point lever
mast arm
recess
point
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PCT/EP2014/075069
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English (en)
French (fr)
Inventor
Mykola Oleksyuk
Joseph SCHNITTKER
Murat AKKOC
Original Assignee
Schwing Gmbh
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00—Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/02—Conveying or working-up concrete or similar masses able to be heaped or cast
    • E04G21/04—Devices for both conveying and distributing
    • E04G21/0418—Devices for both conveying and distributing with distribution hose
    • E04G21/0436—Devices for both conveying and distributing with distribution hose on a mobile support, e.g. truck
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00—Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/02—Conveying or working-up concrete or similar masses able to be heaped or cast
    • E04G21/04—Devices for both conveying and distributing
    • E04G21/0418—Devices for both conveying and distributing with distribution hose
    • E04G21/0445—Devices for both conveying and distributing with distribution hose with booms

Definitions

  • the invention relates to a mast arm, in particular for a large manipulator, and a large manipulator, in particular a truck-mounted concrete pump with at least one such mast arm.
  • Mast arms for large manipulators are known from the prior art.
  • Such mast arms comprise at least two Mastarmsegmente which are limited to articulated joints about each horizontal bending axes relative to an adjacent Mastarmsegment by means of a respective drive element, in particular by means of a hydraulic cylinder, limited between a fold-in position and a working position.
  • the levers are typically formed curved to prevent a collision between the lever and the concrete delivery line when moving the Mastarmsegmente.
  • the known reversing lever but have the overall problem that they have a very high weight due to the large loads to be transmitted and because of the curved shape.
  • the weight or mass of the mast arm should be reduced in relation to the reach of the mast.
  • a mast arm according to the invention for a large manipulator comprises at least two mast arm segments, which are pivotally limited at articulated joints about each horizontal Mastarmsegment relative to an adjacent Mastarmsegment by a respective drive element, preferably a hydraulic cylinder, at least one of the drive elements is attached to a first Mastarmsegment and a lever mechanism acts on a second Mastarmsegment.
  • the mast arm is characterized in that the lever mechanism at least one two-point lever, also referred to as a coupling or pull / push rod comprises, which has a first and a second leg, is curved and has at least one recess or an opening.
  • the mast arm according to the invention has the advantage over the prior art that the lever mechanism for pivoting the Mastarmsegmente has a lower mass with comparable strength.
  • the two-point lever according to the invention has two articulation or bearing points, with which it is connected to a Mastarmsegment or another lever of the lever mechanism.
  • the bearing point is in particular designed as a bore into which a hinge pin or hinge pin engages in order to articulate the two-point lever with the Mastarmsegment and / or further lever.
  • the Mastarmsegmente are pivotable about the largest possible angle to each other, the bearing points are located on the two-point lever as far as possible outside, preferably at opposite ends.
  • the recess or the opening is preferably arranged in the center of the two-point lever.
  • the center of the two-point lever means the region in which the legs merge into one another.
  • the center does not necessarily have to represent the middle of the two-point lever. If the two-point lever is mirror-symmetrical, then ideally the center lies on the symmetry axis of the two-point lever.
  • the at least one recess has a constant depth.
  • the depth of the depression is ideally larger than the remaining wall thickness of the two-point lever in the region of the depression. As a result, as much material and thus weight, with sufficient strength and rigidity of the two-point lever can be saved.
  • the depth of the depression increases from the edge to the center of the depression. Preferably, the depth increases continuously.
  • the depression has an at least partially convex region in cross-section. The edge regions of the depression are preferably rounded in cross section.
  • the center of the depression / opening is preferably in the center, ie in the middle between the two Hinged points, arranged the two-point lever.
  • the depression is ideally symmetrical, in particular mirror-symmetrical.
  • the two-point lever may have a plurality of depressions or openings.
  • the depressions / breakthroughs can all be designed differently. But it is also possible that at least two recesses / openings are formed identically. Furthermore, at least two recesses / openings in plan view of the two-point lever have the same configuration, but differ in depth from each other.
  • the depressions / openings are preferably arranged relative to one another in such a way that a web runs between adjacently arranged depressions, which preferably has a substantially uniform width.
  • the mutually facing sides of adjacent recesses are arranged parallel to each other. Ideally, all webs are the same width.
  • the depressions / openings may be formed so that between these and an outer side of the two-point lever, a web is formed, which has a substantially uniform width in the region of the depressions / openings.
  • the recesses or openings preferably have a substantially angular shape.
  • the depressions / breakthroughs are formed triangular or quadrangular. In order to reduce or prevent stresses in the corner areas, they are ideally rounded.
  • the breakthroughs can be easily by punching, milling, drilling, forging or pouring into the two-point lever bring.
  • the two-point lever can also have bilateral depressions. Between the bilateral depressions then remains a bridge stand.
  • the recesses may have a different depth, so that the web is not centrally located in the lever surface.
  • the bilateral depressions may be formed differently from each other. They can differ in size and / or shape from each other.
  • the wells can also be from both Pages be introduced into different areas of the two-point lever.
  • the depressions are preferably produced by milling.
  • the two-point lever is symmetrical, in particular mirror-symmetrical design.
  • the center of the two-point lever that is to say according to the invention the region in which the legs merge into one another, preferably forms the axis of symmetry.
  • an inner side of the two-point lever preferably has a constant or uniform curvature.
  • the curvature changes from the center to the ends of the two-point lever: It is only important here that the inside of the first leg corresponds to the inner side of the second leg mirrored on the axis of symmetry.
  • the outside of the two-point lever or the legs preferably also has a constant or uniform curvature in a symmetrical embodiment of the two-point lever. It is also conceivable, however, that the curvature changes from the center to the ends of the two-point lever. In order to obtain a symmetry, the curvature profile of the first leg must correspond to the curvature of the second leg mirrored at the symmetry axis. In a symmetrical course, the outside of the two-point lever or the legs may have the same curvature profile as the inside of the two-point lever or the legs. If the curvature is the same, the sides run parallel to one another and the two-point lever has a constant width along its extent. If the outside has a greater curvature than the inside of the two-point lever, then the two-point lever is sickle-shaped. The width of the two-point lever increases from the ends towards the center.
  • the two-point lever according to the invention is designed mirror-symmetrically only with respect to its outer extent. This means that in a reflection, for example, along the center, the inner sides of the legs and the outer sides of the legs are congruent, the wells do not necessarily have to cover completely.
  • the thickness of the two-point lever according to the invention does not necessarily have to be constant over the entire extent of the two-point lever. It can, for example, increase or decrease from the ends towards the center.
  • the two-point lever is asymmetrical. This offers the advantage that in this way the available space in the area of the articulated joint can be optimally utilized and the weight of the lever can be reduced.
  • the lever mechanism can thus be designed overall more effective and weight-saving kinematic.
  • the two-point lever may have an asymmetrical configuration in that the legs are formed differently long. Furthermore, an asymmetry can be obtained according to the invention in that at least one side of the first leg differs in its curvature from the curvature of the corresponding side of the second leg.
  • the curvature of the inside of the first leg may differ from that of the inside of the second leg.
  • the curvature of the outer side of the first leg may differ from that of the outer side of the second leg.
  • the combination of different curvatures or curvature curves of the individual pages and legs of different lengths is possible.
  • the mast arm according to the invention may also be a jib of an excavator or a moving unit of another construction or conveying machine. It is essential that the two Mastarmsegmente via a drive element which is attached to the first Mastarmsegment and a lever mechanism with at least one curved two-point lever acts with a recess or an opening on the second Mastarmsegment, limited to each other are pivotable.
  • the invention relates to a large manipulator with a distribution boom, wherein the distribution boom has a rotatable about a vertical axis turntable and a pivotable about a horizontal pivot axis mounted thereon according to the invention mast arm.
  • the large manipulator with the mast arm according to the invention with a lever mechanism having a two-point lever with at least one recess or a breakthrough, the large manipulator over the prior art has the advantage that it meets the requirements for increased range.
  • FIGS. show a particularly preferred embodiment of the invention.
  • the invention is not limited to the embodiment shown.
  • the invention includes, as far as is technically feasible, any combination of the technical features which are listed individually in the claims or described in the description as relevant to the invention.
  • FIG. 1 is a schematic view of a mast arm according to the invention in one embodiment
  • FIG. 2 is a schematic view of a two-point lever according to the invention in a first embodiment
  • FIG. 3 is a schematic view of a two-point lever according to the invention in a second embodiment
  • Fig. 4 is a sectional view taken along the line AA in
  • Fig. 5 is a schematic view of a two-point lever according to the invention in a third embodiment.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a mast arm 10 according to the invention in one embodiment.
  • the mast arm 10 has a first 12 and a second 14 Mastarmsegment, which are limited to an articulated joint 18 about a horizontal bending axis relative to the adjacent Mastarmsegment 12, 14 by means of a drive element 22 pivotally limited.
  • the drive element which is preferably a hydraulic cylinder, is attached to the first Mastarmsegment 12 and acts via a lever mechanism 16 on the second Mastarmsegment 14.
  • the lever mechanism preferably has two levers, wherein a lever is formed as a curved two-point lever 20 and has at least one recess or a breakthrough.
  • the mast arm 10 still has a thick matter delivery line 24.
  • the thick matter delivery line 24 extends through the articulated joint 18. In this way, a small distance between the thick matter delivery line 24 and the Mastarmsegmenten 12, 14 can be achieved, which has an overall positive effect on the vibration behavior of the mast
  • FIG. 2 shows a schematic view of a two-point lever 20 'according to the invention in a first embodiment.
  • the two-point lever 20 ' is curved and has a first leg 26 and a second leg 28.
  • the legs 26, 28 converge in the center (dashed line) of the two-point lever 20 'together.
  • the two-point lever 20 ' in each case has an articulation point 32', 32 ", with which it can be connected in a pivotable manner to the boom arm segments 12, 14 or to another lever of the lever mechanism 16.
  • the articulation points 32 ', 32" are designed as bores. in which a hinge pin or hinge pin can engage.
  • the ends of the two-point lever 20 ' are preferably rounded.
  • the two-point lever 20 ' has a recess 30 which is arranged in the center of the two-point lever 20'.
  • the recess 30 is preferably so designed such that the wall thickness of the two-point lever 20 'in the region of the recess 30 is greater than zero, but less than the wall thickness outside the recess 30.
  • the recess 30 thus has a bottom 44.
  • the depression represents a kind of depression. However, it is also readily possible that the depression 30 is formed as a breakthrough or a hole.
  • the recess 30 has a substantially triangular shape, wherein the corners 38 are rounded. The rounding counteracts voltage peaks.
  • the two-point lever 20 ' is mirror-symmetrical.
  • the dashed line shown in Figure 2 represents the axis of symmetry there.
  • the inner side 34 of the two-point lever 20 ' preferably has a uniform or uniform curvature profile. However, it is also conceivable that the curvature changes from the center of the two-point lever 20 'to the ends; It is essential here that the curvature of the first leg 26 corresponds to that of the mirrored second leg 28.
  • the outer side 36 of the two-point lever 20 ' has the same curvature profile as the inner side 34.
  • the sides 34, 36 thus run parallel to each other, so that the two-point lever 20 'along its extension has a constant width.
  • the thickness of the two-point lever 20 'does not necessarily have to be constant over the entire extent of the two-point lever 20'. It can increase towards the center.
  • FIG. 3 shows a schematic view of a two-point lever 20 "according to the invention in a second embodiment
  • the two-point lever 20" is curved and has a first leg 26 'and a second leg 28'.
  • the legs 26 ', 28' converge in the center (dashed line) of the two-point lever 20 "together.
  • the two-point lever 20 has a plurality of recesses 30 ', 30".
  • the recesses 30 ', 30 may be formed as a trough 30" or as an opening 30'.
  • the depressions / apertures 30 ', 30 have a substantially triangular or quadrilateral shape, the corners 38 being rounded off, and the depressions / apertures 30', 30" are preferably arranged on the two-point lever 20 "such that between them in each case a web 40 is arranged, the in particular has a uniform width.
  • one side of the depressions / openings 30 ', 30 runss parallel to the outer side 36 of the two-point lever 20".
  • the two-point lever 20 ' is mirror-symmetrical.
  • the dashed line shown in Figure 3 represents the axis of symmetry.
  • the inner side 34 of the two-point lever 20 ' preferably has a uniform or uniform curvature.
  • the outer side 36 of the two-point lever 20 has a greater curvature than the inner side 34.
  • the width of the two-point lever 20" increases from the ends towards the center.
  • the two-point lever 20 is formed as a whole sickle-shaped.
  • the two-point lever 20 to be mirror-symmetrical only in terms of its outer extent, which means that, when mirrored along the center (dashed line), the inner side 34 ', 34" of the legs 26', 28 'and the outer sides 36 ', 36 "of the legs 26', 28 'are congruent, the recesses 30', 30" but not to cover.
  • Figure 4 shows a sectional view taken along the line AA in Figure 3.
  • the recess 30 "of the two-point lever 20" is formed as a trough and preferably has a constant depth b.
  • the depth b is thereby preferably greater than the remaining wall thickness a of the two-point lever 20 ", whereby it is possible to save as much material and weight as possible, but it is also readily conceivable that the depth b of the depression 30" extends from the edge 42 to the center 44 It is also conceivable that the depression 30 "is formed as an opening, the remaining wall thickness a of the two-point lever 20" being zero in this region. Have wells.
  • a web is then arranged between the two-sided depressions 30 "
  • the depressions 30" preferably have mutually differing depths, so that the web is not arranged centrally in the lever surface.
  • the bilateral depressions may differ in size and / or shape from each other.
  • 5 shows a schematic view of a two-point lever 20 "according to the invention in a third embodiment
  • the two-point lever 20" is curved and has a first leg 26 "and a second leg 28".
  • the legs 26 ', 28' converge in the center (dashed line) of the two-point lever 20 "together.
  • the two-point lever 20 has three depressions / apertures 30.
  • the depressions 30 have an essentially triangular shape, the corners being rounded off,
  • the depressions / apertures 30 are preferably arranged on the two-point lever 20" such that there is a web between them 40 is arranged, which has a uniform width.
  • one side of the recesses 30 ' extends parallel to the outer side 36', 36 "of the two-point lever 20". It is also conceivable that the asymmetrically designed two-point lever 20 "has recesses on both sides.
  • the inner side 34 'of the leg 26" may at least partially have a different curvature than the inner side 34 "of the leg 28" 'of the leg 26' at least partially have a different curvature than the outer side 28 "of the leg 28".
  • the sides 34 ', 34 ", 36', 36" of the legs 26 ", 28" may extend straight in regions.
  • the legs 26 ", 28" are also of different lengths.
  • the outer side 36 ', 36 "of the two-point lever 20" has a greater curvature than the inner side 34', 34 ", thereby increasing the width of the two-point lever 20" from the ends towards the center and the two-point lever 20 "being designed as a sickle ,

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Structural Engineering (AREA)
  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Mastarm (10) für einen Großmanipulator, mit wenigstens zwei Mastarmsegmenten (12, 14), die an Knickgelenken (18) um jeweils horizontale Knickachsen gegenüber einem benachbarten Mastarmsegment (12, 14) mittels je eines Antriebselementes (22), bevorzugt eines Hydraulikzylinders, begrenzt verschwenkbar sind, wobei wenigstens eines der Antriebselemente (22) an einem ersten Mastarmsegment (12) befestigt ist und über ein Hebelgetriebe (16) auf ein zweites Mastarmsegment (14) wirkt. Der Mastarm (10) zeichnet sich dadurch aus, dass das Hebelgetriebe (16) wenigstens einen Zweipunkthebel (20) umfasst, der einen ersten und einen zweiten Schenkel (26, 28) aufweist, gekrümmt ausgebildet ist und wenigstens eine Vertiefung (30) aufweist. Ferner betrifft die Erfindung einen Großmanipulator mit einem erfindungsgemäßen Mastarm (10).

Description

Mastarm mit Hebelaetriebe Die Erfindung betrifft einen Mastarm, insbesondere für einen Großmanipulator, sowie einen Großmanipulator, insbesondere eine Autobetonpumpe mit wenigstens einem solchen Mastarm.
Mastarme für Großmanipulatoren sind aus dem Stand der Technik bekannt. Solche Mastarme umfassen wenigstens zwei Mastarmsegmente, die an Knickgelenken um jeweils horizontale Knickachsen gegenüber einem benachbarten Mastarmsegment mittels je eines Antriebselements, insbesondere mittels eines Hydraulikzylinders, begrenzt zwischen einer Einfaltstellung und einer Arbeitsstellung verschwenkbar sind.
Die Anforderungen an die Reichweite von Großmanipulatoren wachsen immer weiter. Indem jedoch die Maße bzw. das Gewicht der Großmanipulatoren aufgrund gesetzlicher Regelungen bestimmte Grenzen nicht ohne Weiteres überschreiten dürfen, bedarf es spezieller Überlegungen, um den größeren Reichweitenanforderungen gerecht zu werden, ohne dabei gesetzliche Bestimmungen zu verletzen. Aus dem Stand der Technik sind Großmanipulatoren, insbesondere Autobetonpumpen, bekannt, bei denen die miteinander gelenkig verbundenen Mastarmsegmente über Hebelgeometrien miteinander verbunden sind, so dass sie gegeneinander ein- bzw. ausgefaltet werden können. Hierbei wirkt ein Hydraulikzylinder über Umlenkhebel auf die Mastarmsegmente. In der Regel sind die Hebel als gerade Stangen ausgebildet. Bei Autobetonpumpen kann die Verlegung der Betonförderleitung durch die Knickgelenke vorgesehen sein, z.B. um das Schwingungsverhalten der Mastarmkonstruktion zu verbessern. Dann sind die Hebel typischerweise gebogen ausgebildet, um beim Bewegen der Mastarmsegmente eine Kollision zwischen Umlenkhebel und der Betonförderleitung zu verhindern. Die bekannten Umlenkhebel weisen aber insgesamt das Problem auf, dass sie aufgrund der großen zu übertragenden Belastungen und aufgrund der gekrümmten Form ein sehr hohes Eigengewicht aufweisen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Mastarm der oben genannten Art bereitzustellen, der den gewachsenen Anforderungen an die Reichweite von Großmanipulatoren gerecht wird, ohne dass damit Beeinträchtigungen in anderer Hinsicht einhergehen. Insbesondere soll das Gewicht bzw. die Masse des Mastarms im Verhältnis zur Reichweite des Masts verringert werden.
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Mastarm mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , sowie einen Großmanipulator mit den Merkmalen des Anspruchs 13. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale auch in beliebiger und technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und somit weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen.
Ein erfindungsgemäßer Mastarm für einen Großmanipulator umfasst wenigstens zwei Mastarmsegmente, die an Knickgelenken um jeweils horizontale Knickachsen gegenüber einem benachbarten Mastarmsegment mittels je eines Antriebselementes, bevorzugt eines Hydraulikzylinders, begrenzt verschwenkbar sind, wobei wenigstens eines der Antriebselemente an einem ersten Mastarmsegment befestigt ist und über ein Hebelgetriebe auf ein zweites Mastarmsegment wirkt. Der Mastarm zeichnet sich dadurch aus, dass das Hebelgetriebe wenigstens einen Zweipunkthebel, auch als Koppel- oder Zug-/ Druckstange bezeichnet, umfasst, der einen ersten und einen zweiten Schenkel aufweist, gekrümmt ausgebildet ist und wenigstens eine Vertiefung oder einen Durchbruch aufweist. Der erfindungsgemäße Mastarm weist gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil auf, dass das Hebelgetriebe zum Verschwenken der Mastarmsegmente eine geringere Masse bei vergleichbarer Festigkeit aufweist.
Der erfindungsgemäße Zweipunkthebel weist zwei Anlenk- oder Lagerpunkte auf, mit denen er mit einem Mastarmsegment bzw. einem weiteren Hebel des Hebelgetriebes verbunden ist. Erfindungsgemäß ist mit Lagerpunkt der Ort eines oder mehrerer Drehgelenke gemeint. Der Lagerpunkt ist insbesondere als Bohrung ausgebildet, in die ein Gelenkstift oder Gelenkbolzen eingreift, um den Zweipunkthebel mit dem Mastarmsegment und/oder weiterem Hebel gelenkig zu verbinden. Damit die Mastarmsegmente um einen möglichst großen Winkel zueinander verschwenkbar sind, liegen die Lagerpunkte an dem Zweipunkthebel möglichst weit außen, bevorzugt an sich gegenüberliegenden Enden.
Die Vertiefung bzw. der Durchbruch ist bevorzugt im Zentrum des Zweipunkthebels angeordnet. Erfindungsgemäß ist unter Zentrum des Zweipunkthebels der Bereich gemeint, in dem die Schenkel ineinander übergehen. Das Zentrum muss nicht zwingend die Mitte des Zweipunkthebels darstellen. Ist der Zweipunkthebel spiegelsymmetrisch ausgebildet, dann liegt das Zentrum idealerweise auf der Symmetrieachse des Zweipunkthebels.
Bevorzugt weist die wenigstens eine Vertiefung eine konstante Tiefe auf. Die Tiefe der Vertiefung ist idealerweise größer als die Restwanddicke des Zweipunkthebels im Bereich der Vertiefung. Hierdurch kann möglichst viel Material und damit Gewicht, bei noch ausreichender Festigkeit und Steifigkeit des Zweipunkthebels, eingespart werden. Es ist aber auch ohne Weiteres vorstellbar, dass die Tiefe der Vertiefung vom Rand bis zum Zentrum der Vertiefung zunimmt. Bevorzugt nimmt die Tiefe kontinuierlich bzw. stetig zu. Idealerweise weist die Vertiefung im Querschnitt einen wenigstens teilweise konvexen Bereich auf. Die Randbereiche der Vertiefung sind bevorzugt im Querschnitt abgerundet ausgebildet.
Ist der Zweipunkthebel symmetrisch ausgebildet und weist nur eine Vertiefung bzw. nur einen Durchbruch auf, dann ist das Zentrum der Vertiefung/des Durchbruchs bevorzugt im Zentrum, d.h. mittig zwischen den beiden Gelenkpunkten, des Zweipunkthebels angeordnet. Die Vertiefung ist idealerweise symmetrisch, insbesondere spiegelsymmetrisch ausgebildet.
Um den Zweipunkhebel möglichst material- und damit gewichtsarm auszubilden, kann der Zweipunkthebel eine Mehrzahl von Vertiefungen bzw. Durchbrüchen aufweisen. Die Vertiefungen/Durchbrüche können alle unterschiedlich ausgebildet sein. Es ist aber auch möglich, dass wenigstens zwei Vertiefungen/Durchbrüche identisch ausgebildet sind. Ferner können wenigstens zwei Vertiefungen/Durchbrüche bei Draufsicht auf den Zweipunkthebel die gleiche Ausgestaltung aufweisen, sich bezüglich ihrer Tiefe aber voneinander unterscheiden. Die Vertiefungen/Durchbrüche sind bevorzugt so zueinander angeordnet, dass zwischen nebeneinander angeordneten Vertiefungen ein Steg verläuft, der bevorzugt eine im Wesentlichen gleichmäßige Breite aufweist. Die einander zugewandten Seiten benachbarter Vertiefungen sind parallel zueinander angeordnet. Idealerweise sind alle Stege gleich breit ausgebildet. Ferner können die Vertiefungen/Durchbrüche so ausgebildet sein, dass zwischen diesen und einer Außenseite des Zweipunkthebels ein Steg ausgebildet ist, der im Bereich der Vertiefungen/Durchbrüche eine im Wesentlichen einheitliche Breite aufweist.
Die Vertiefungen bzw. Durchbrüche weisen bevorzugt eine im Wesentlichen eckige Form auf. Besonders bevorzugt sind die Vertiefungen/Durchbrüche drei- oder viereckig ausgebildet. Um Spannungen in den Eckbereichen zu reduzieren bzw. zu verhindern, sind diese idealerweise abgerundet ausgebildet.
Die Durchbrüche lassen sich einfach mittels Stanzen, Fräsen, Bohren, Schmieden oder Gießen in den Zweipunkthebel einbringen. Der Zweipunkthebel kann auch beidseitige Vertiefungen aufweisen. Zwischen den beidseitigen Vertiefungen bleibt dann ein Steg stehen. Die Vertiefungen können eine unterschiedliche Tiefe aufweisen, so dass der Steg nicht mittig in der Hebelfläche angeordnet ist. Die beidseitigen Vertiefungen können voneinander abweichend ausgebildet sein. Sie können sich in Größe und/oder Form voneinander unterscheiden. Die Vertiefungen können zudem von beiden Seiten in unterschiedliche Bereiche des Zweipunkthebels eingebracht sein. Bevorzugt werden die Vertiefungen durch Fräsen hergestellt.
Bevorzugt ist der Zweipunkthebel symmetrisch, insbesondere spiegelsymmetrisch ausgebildet. Das Zentrum des Zweipunkthebels, also erfindungsgemäß der Bereich, in dem die Schenkel ineinander übergehen, bildet dabei bevorzugt die Symmetrieachse. Bei einer symmetrischen Ausgestaltung weist eine Innenseite des Zweipunkthebels bevorzugt eine konstante bzw. gleichmäßige Krümmung auf. Es ist aber auch ohne Weiteres denkbar, dass sich die Krümmung vom Zentrum zu den Enden des Zweipunkthebels hin verändert: Wesentlich hierbei ist nur, dass die Innenseite des ersten Schenkels der an der Symmetrieachse gespiegelten Innenseite des zweiten Schenkels entspricht.
Die Außenseite des Zweipunkthebels bzw. der Schenkel weist bei einer symmetrischen Ausgestaltung des Zweipunkthebels bevorzugt ebenfalls eine konstante bzw. gleichmäßige Krümmung auf. Denkbar ist aber auch, dass sich die Krümmung vom Zentrum zu den Enden des Zweipunkthebels hin verändert. Um eine Symmetrie zu erhalten, muss hierbei der Krümmungsverlauf des ersten Schenkels dem Krümmungsverlauf des an der Symmetrieachse gespiegelten zweiten Schenkels entsprechen. Bei einem symmetrischen Verlauf kann die Außenseite des Zweipunkthebels bzw. der Schenkel denselben Krümmungsverlauf wie die Innenseite des Zweipunkthebels bzw. der Schenkel aufweisen. Ist die Krümmung gleich, dann verlaufen die Seiten parallel zueinander und der Zweipunkthebel weist entlang seiner Ausdehnung eine gleichbleibende Breite auf. Weist die Außenseite eine stärkere Krümmung als die Innenseite des Zweipunkthebels auf, dann ist der Zweipunkthebel sichelförmig ausgebildet. Die Breite des Zweipunkthebels nimmt von den Enden zum Zentrum hin zu.
Denkbar ist grundsätzlich auch, dass der erfindungsgemäße Zweipunkthebel lediglich bezüglich seiner äußeren Ausdehnung spiegelsymmetrisch ausgebildet ist. Das bedeutet, dass bei einer Spiegelung, beispielsweise entlang des Zentrums, die Innenseiten der Schenkel und die Außenseiten der Schenkel deckungsgleich sind, die Vertiefungen sich dahingehend nicht zwingend komplett decken müssen.
Die Dicke des Zweipunkthebels muss erfindungsgemäß nicht notwendigerweise über die gesamte Ausdehnung des Zweipunkthebels konstant sein. Sie kann beispielsweise von den Enden zum Zentrum hin zu- bzw. abnehmen.
Idealerweise ist der Zweipunkthebel asymmetrisch ausgebildet. Dies bietet den Vorteil, dass hierdurch der zur Verfügung stehende Bauraum im Bereich des Knickgelenks optimal genutzt und das Eigengewicht des Hebels reduziert werden kann. Das Hebelgetriebe kann somit insgesamt effektiver und gewichtssparender kinematisch ausgelegt werden. Der Zweipunkthebel kann eine asymmetrische Ausgestaltung dadurch aufweisen, dass die Schenkel unterschiedlich lang ausgebildet sind. Ferner kann eine Asymmetrie erfindungsgemäß dadurch erhalten werden, dass sich wenigstens eine Seite des ersten Schenkels in ihrem Krümmungsverlauf von dem Krümmungsverlauf der entsprechenden Seite des zweiten Schenkels unterscheidet. Der Krümmungsverlauf der Innenseite des ersten Schenkels kann sich von demjenigen der Innenseite des zweiten Schenkels unterscheiden. Ferner kann sich der Krümmungsverlauf der Außenseite des ersten Schenkels von demjenigen der Außenseite des zweiten Schenkels unterscheiden. Auch die Kombination aus unterschiedlichen Krümmungen bzw. Krümmungsverläufen der einzelnen Seiten und unterschiedlich lang ausgebildeten Schenkeln ist möglich.
Bei einem asymmetrisch ausgebildeten Zweipunkthebel ist es grundsätzlich denkbar, dass die Vertiefungen symmetrisch bezüglich einer Symmetrieachse am Zweipunkthebel angeordnet sind.
Es wird darauf hingewiesen, dass es sich bei dem erfindungsgemäßen Mastarm auch um einen Ausleger eines Baggers oder eine Bewegungseinheit einer anderen Bau- oder Fördermaschinen handeln kann. Wesentlich ist, dass die beiden Mastarmsegmente über ein Antriebselement, das an dem ersten Mastarmsegment befestigt ist und über ein Hebelgetriebe mit wenigstens einem gekrümmten Zweipunkthebel mit einer Vertiefung bzw. einem Durchbruch auf das zweite Mastarmsegment wirkt, zueinander begrenzt verschwenkbar sind.
Ferner betrifft die Erfindung einen Großmanipulator mit einem Verteilermast, wobei der Verteilermast einen um eine Hochachse drehbaren Drehschemel und einen daran um eine horizontale Schwenkachse verschwenkbar gelagerten erfindungsgemäßen Mastarm aufweist.
Durch den Großmanipulator mit dem erfindungsgemäßen Mastarm mit einem Hebelgetriebe, das einen Zweipunkthebel mit wenigstens einer Vertiefung bzw. einem Durchbruch aufweist, besitzt der Großmanipulator gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass er den Anforderungen an eine erhöhte Reichweite gerecht wird.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die gezeigte Ausführungsvariante beschränkt. Insbesondere umfasst die Erfindung, soweit es technisch sinnvoll ist, beliebige Kombinationen der technischen Merkmale, die in den Ansprüchen einzeln aufgeführt oder in der Beschreibung als erfindungsrelevant beschrieben sind.
Es zeigen:
Fig. 1 schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Mastarms in einer Ausführungsform,
Fig. 2 schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Zweipunkthebels in einer ersten Ausgestaltung,
Fig. 3 schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Zweipunkthebels in einer zweiten Ausgestaltung, Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in
Figur 3,
Fig. 5 schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Zweipunkthebels in einer dritten Ausgestaltung.
Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Mastarmes 10 in einer Ausführungsform. Der Mastarm 10 weist ein erstes 12 und ein zweites 14 Mastarmsegment auf, die an einem Knickgelenk 18 um eine horizontale Knickachse gegenüber dem benachbarten Mastarmsegment 12, 14 mittels eines Antriebselementes 22 begrenzt verschwenkbar sind. Das Antriebselement, bei dem es sich bevorzugt um einen Hydraulikzylinder handelt, ist an dem ersten Mastarmsegment 12 befestigt und wirkt über ein Hebelgetriebe 16 auf das zweite Mastarmsegment 14. Das Hebelgetriebe weist bevorzugt zwei Hebel auf, wobei ein Hebel als gekrümmter Zweipunkthebel 20 ausgebildet ist und wenigstens eine Vertiefung bzw. einen Durchbruch aufweist. Ferner weist der Mastarm 10 noch eine Dickstoffförderleitung 24 auf. Die Dickstoffförderleitung 24 verläuft durch das Knickgelenk 18. Hierdurch kann ein kleiner Abstand zwischen der Dickstoffförderleitung 24 und den Mastarmsegmenten 12, 14 erreicht werden, was sich insgesamt positiv auf das Schwingungsverhalten des Mastarms 10 auswirkt.
Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Zweipunkthebels 20' in einer ersten Ausgestaltung. Der Zweipunkthebel 20' ist gekrümmt ausgebildet und weist einen ersten Schenkel 26 und einen zweiten Schenkel 28 auf. Die Schenkel 26, 28 laufen im Zentrum (gestrichelte Linie) des Zweipunkthebels 20' zusammen. An seinen Enden weist der Zweipunkthebel 20' jeweils einen Anlenkpunkt 32', 32", mit denen er verschwenkbar mit den Mastarmsegmenten 12, 14 bzw. einem weiteren Hebel des Hebelgetriebes 16 verbindbar ist. Die Anlenkpunkte 32', 32" sind als Bohrungen ausgebildet, in die ein Gelenkstift oder Gelenkbolzen eingreifen kann. Die Enden des Zweipunkthebels 20' sind bevorzugt abgerundet ausgebildet.
Der Zweipunkthebel 20' weist eine Vertiefung 30 auf, die im Zentrum des Zweipunkthebels 20' angeordnet ist. Die Vertiefung 30 ist bevorzugt so ausgebildet, dass die Wandstärke des Zweipunkthebels 20' im Bereich der Vertiefung 30 größer null, aber geringer als die Wandstärke außerhalb der Vertiefung 30 ist. Die Vertiefung 30 weist somit einen Boden 44 auf. Die Vertiefung stellt eine Art Mulde dar. Es ist aber auch ohne Weiteres möglich, dass die Vertiefung 30 als Durchbruch bzw. Loch ausgebildet ist. Die Vertiefung 30 weist eine im Wesentliche dreieckige Form auf, wobei die Ecken 38 abgerundet ausgebildet sind. Durch die Abrundungen wird Spannungsspitzen entgegengewirkt.
Der Zweipunkthebel 20' ist spiegelsymmetrisch ausgebildet. Die in Figur 2 dargestellte, gestrichelte Linie stellt die Symmetrieachse da. Die Innenseite 34 des Zweipunkthebels 20' weist bevorzugt einen einheitlichen bzw. gleichmäßigen Krümmungsverlauf auf. Es ist aber auch denkbar, dass sich die Krümmung vom Zentrum des Zweipunkthebels 20' zu den Enden hin verändert; wesentlich ist hierbei, dass der Krümmungsverlauf des ersten Schenkels 26 dem des gespiegelten zweiten Schenkels 28 entspricht. Die Außenseite 36 des Zweipunkthebels 20' weist denselben Krümmungsverlauf wie die Innenseite 34 auf. Die Seiten 34, 36 verlaufen somit parallel zueinander, so dass der Zweipunkthebel 20' entlang seiner Ausdehnung eine gleichbleibende Breite aufweist. Die Dicke des Zweipunkthebels 20' muss nicht notwendigerweise über die gesamte Ausdehnung des Zweipunkthebels 20' konstant sein. Sie kann zum Zentrum hin zunehmen.
Figur 3 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Zweipunkthebels 20" in einer zweiten Ausgestaltung. Der Zweipunkthebel 20" ist gekrümmt ausgebildet und weist einen ersten Schenkel 26' und einen zweiten Schenkel 28' auf. Die Schenkel 26', 28' laufen im Zentrum (gestrichelte Linie) des Zweipunkthebels 20" zusammen.
Der Zweipunkthebel 20" weist eine Mehrzahl von Vertiefungen 30', 30" auf. Die Vertiefungen 30', 30" können als Mulde 30" oder als Durchbruch 30' ausgebildet sein. Die Vertiefungen/Durchbrüche 30', 30" weisen eine im Wesentliche drei- oder viereckige Form auf, wobei die Ecken 38 abgerundet ausgebildet sind. Die Vertiefungen/Durchbrüche 30', 30" sind bevorzugt so am Zweipunkthebel 20" angeordnet, dass zwischen ihnen jeweils ein Steg 40 angeordnet ist, der insbesondere eine gleichmäßige Breite aufweist. Bevorzugt verläuft eine Seite der Vertiefungen/Durchbrüche 30', 30" parallel zur Außenseite 36 des Zweipunkthebels 20".
Der Zweipunkthebel 20' ist spiegelsymmetrisch ausgebildet. Die in Figur 3 dargestellte gestrichelte Linie stellt die Symmetrieachse dar. Die Innenseite 34 des Zweipunkthebels 20' weist bevorzugt eine einheitliche bzw. gleichmäßige Krümmung auf. Die Außenseite 36 des Zweipunkthebels 20" weist einen stärkeren Krümmungsverlauf als die Innenseite 34 auf. Dies führt dazu, dass die Breite des Zweipunkthebels 20" von den Enden zum Zentrum hin zunimmt. Der Zweipunkthebel 20" ist so insgesamt sichelförmig ausgebildet.
Denkbar ist grundsätzlich auch, dass der Zweipunkthebel 20" lediglich bezüglich seiner äußeren Ausdehnung spiegelsymmetrisch ausgebildet ist. Das bedeutet, dass bei einer Spiegelung entlang des Zentrums (gestrichelte Linie) die Innenseite 34', 34" der Schenkel 26', 28' und die Außenseiten 36', 36" der Schenkel 26', 28' deckungsgleich sind, die Vertiefungen 30', 30" sich dahingehend aber nicht decken.
Figur 4 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Figur 3. Die Vertiefung 30" des Zweipunkthebels 20" ist als Mulde ausgebildet und weist bevorzugt eine konstante Tiefe b auf. Die Tiefe b ist dabei bevorzugt größer als die Restwanddicke a des Zweipunkthebels 20". Hierdurch kann möglichst viel Material und damit Gewicht eingespart werden. Es ist aber auch ohne Weiteres vorstellbar, dass die Tiefe b der Vertiefung 30" vom Rand 42 bis zum Zentrum 44 der Vertiefung 30" hin, bevorzugt stetig, zunimmt. Denkbar ist auch, dass die Vertiefung 30" als Durchbruch ausgebildet ist, wobei die Restwanddicke a des Zweipunkthebels 20" in diesem Bereich null ist. Zudem kann der Zweipunkthebel 20"auch beidseitige Vertiefungen bzw. Mulden aufweisen. Zwischen den beidseitigen Vertiefungen 30" ist dann ein Steg angeordnet. Die Vertiefungen 30" weisen bevorzugt voneinander abweichende Tiefen auf, so dass der Steg nicht mittig in der Hebelfläche angeordnet ist. Die beidseitigen Vertiefungen können sich dabei in Größe und/oder Form voneinander unterscheiden. Figur 5 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Zweipunkthebels 20" in einer dritten Ausgestaltung. Der Zweipunkthebel 20" ist gekrümmt ausgebildet und weist einen ersten Schenkel 26" und einen zweiten Schenkel 28" auf. Die Schenkel 26', 28' laufen im Zentrum (gestrichelte Linie) des Zweipunkthebels 20" zusammen.
Der Zweipunkthebel 20" weist drei Vertiefungen/Durchbrüche 30 auf. Die Vertiefungen 30 weisen eine im Wesentliche dreieckige Form auf, wobei die Ecken abgerundet ausgebildet sind. Die Vertiefungen/Durchbrüche 30 sind bevorzugt so am Zweipunkthebel 20" angeordnet, dass zwischen ihnen jeweils ein Steg 40 angeordnet ist, der eine gleichmäßige Breite aufweist. Bevorzugt erstreckt sich eine Seite der Vertiefungen 30' parallel zur Außenseite 36', 36" des Zweipunkthebels 20". Denkbar ist auch, dass der asymmetrisch ausgebildete Zweipunkthebel 20" beidseitige Vertiefungen aufweist.
Der Zweipunkthebel 20" ist asymmetrisch ausgebildet. Um eine asymmetrische Ausgestaltung des Zweipunkthebel 20'" zu erreichen, kann die Innenseite 34' des Schenkels 26" wenigstens teilweise einen anderen Krümmungsverlauf als die Innenseite 34" des Schenkels 28" aufweisen. Zudem kann die Außenseite 28' des Schenkel 26" wenigstens teilweise eine andere Krümmung als die Außenseite 28" des Schenkels 28" aufweisen. Grundsätzlich ist es denkbar, dass die Seiten 34', 34", 36', 36" der Schenkel 26", 28" bereichsweise gerade verlaufen. Die Schenkel 26", 28" sind außerdem unterschiedlich lang ausgebildet.
Die Außenseite 36', 36" des Zweipunkthebels 20" weist insgesamt einen stärkeren Krümmungsverlauf als die Innenseite 34', 34" auf. Hierdurch nimmt die Breite des Zweipunkthebels 20" von den Enden zum Zentrum hin zu und der Zweipunkthebel 20" ist insgesamt sichelförmig ausgebildet.
- Bezugszeichenliste - Bezuaszeichenliste Mastarm
erstes Mastarmsegment
zweites Mastarmsegment
Hebelgetriebe
Knickgelenk
Zweipunkthebel
Antriebselement
Dickstoffförderleitung
erster Schenkel
zweiter Schenkel
Vertiefung/Durchbruch
Anlenkpunkte
Innenseite des Zweipunkthebels Außenseite des Zweipunkthebels
Rundung Vertiefung
Steg
Rand Vertiefung
Zentrum Vertiefung
Boden Vertiefung
Patentansprüche -

Claims

Patentansprüche
1 . Mastarm (10) für einen Großmanipulator, mit wenigstens zwei Mastarmsegmenten (12, 14), die an Knickgelenken (18) um jeweils horizontale Knickachsen gegenüber einem benachbarten Mastarmsegment (12, 14) mittels je eines Antriebselementes (22), bevorzugt eines Hydraulikzylinders, begrenzt verschwenkbar sind, wobei wenigstens eines der Antriebselemente (22) an einem ersten Mastarmsegment (12) befestigt ist und über ein Hebelgetriebe (16) auf ein zweites Mastarmsegment (14) wirkt,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Hebelgetriebe (16) wenigstens einen Zweipunkthebel (20) umfasst, der einen ersten und einen zweiten Schenkel (26, 28) aufweist, gekrümmt ausgebildet ist und wenigstens eine Vertiefung oder einen Durchbruch (30) aufweist.
2. Mastarm (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung eine konstante Tiefe (b) aufweist.
3. Mastarm (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zweipunkthebel (20) mehrere Vertiefungen oder Durchbrüche (30) aufweist.
4. Mastarm (10) nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Zweipunkthebel (20) beidseitige Vertiefungen (30) aufweist.
5. Mastarm (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung bzw. der Durchbruch (30) eine im Wesentlichen dreieckige Form aufweist.
6. Mastarm (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe (b) der Vertiefung (30) größer als die
Restwanddicke (a) des Zweipunkthebels (20) im Bereich der Vertiefung (30) ist.
7. Mastarm (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung bzw. der Durchbruch (30) abgerundete Ecken (38) aufweist.
8. Mastarm (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zweipunkthebel (20) spiegelsymmetrisch ausgebildet ist.
9. Mastarm (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zweipunkthebel asymmetrisch ausgebildet ist.
10. Mastarm nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseiten (34', 34") der Schenkel (26", 28") und/ oder die Außenseiten (36', 36") der Schenkel (26", 28") einen unterschiedlichen Krümmungsverlauf aufweisen.
1 1 . Mastarm (10) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (26", 28") unterschiedlich lang ausgebildet sind.
12. Mastarm (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zweipunkthebel (20", 20'") an seinen Enden eine geringere Breite aufweist als in seinem Zentrum.
13. Großmanipulator, insbesondere Autobetonpumpe, mit einem
Verteilermast, der einen um eine Hochachse drehbaren Drehschemel und einen daran um eine horizontale Schwenkachse verschwenkbar gelagerten Mastarm (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche aufweist.
- Zusammenfassung -
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