WO2018206703A1 - Gekröpfter auslegerarm mit veränderlichem querschnitt für mobile betonpumpen - Google Patents

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WO2018206703A1
WO2018206703A1 PCT/EP2018/062109 EP2018062109W WO2018206703A1 WO 2018206703 A1 WO2018206703 A1 WO 2018206703A1 EP 2018062109 W EP2018062109 W EP 2018062109W WO 2018206703 A1 WO2018206703 A1 WO 2018206703A1
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WO
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cross
section
boom
arm
cantilever arm
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PCT/EP2018/062109
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English (en)
French (fr)
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Jens HÄFNER
Peter MÖGLE
Ansgar MÜLLER
Knut Kasten
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Putzmeister Engineering Gmbh
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Priority to US16/612,852 priority patent/US11952788B2/en
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Definitions

  • the invention relates to a boom for mobile concrete pumps and a mobile concrete pump.
  • Mobile concrete pumps regularly have a jib arranged on a mobile substructure with a conveying line running along it, through which flowable concrete can be pumped.
  • the cantilever comprises several Ausle ⁇ gerarme which can be pivoted about pivot axes in each case transversely to the longitudinal direction of the cantilever arm relative to each other.
  • cantilever arms From the prior art made of steel cranked cantilever arms are known. These cantilever arms a plurality of steel profiles with the same cross section are ver ⁇ welded to each other such that the desired bend is formed, wherein in the Usually two steel profiles substantially pa rallel ⁇ arranged at a right-angle bend and are connected together by a to duri ⁇ fendes at an angle third steel profile.
  • the steel profile must have a certain wall thickness.
  • a cranked extension arm according to the prior art in a not inconsiderable Ge ⁇ weight.
  • the high weight of the individual cantilever arms and in particular cranked cantilever arms according to the prior art disadvantageous since the number of possible cantilever arms of a mobile concrete pump - and thus often the maximum achievable height - is often limited by the maximum permissible total weight of the concrete pump or their maximum permissible axle load, the high weight of the individual cantilever arms and in particular cranked cantilever arms according to the prior art disadvantageous.
  • the invention has for its object to provide a cranked boom and a mobile concrete pump, at de ⁇ nen the disadvantages of the prior art no longer occur or only to a lesser extent.
  • the invention relates to a boom, in particular for the distribution boom of a concrete pump, with a first and a second end, wherein between the first and the second end of the boom at least one cranked portion is seen ⁇ before, occurring in the proper use of main bending loads as Torsionsbelastept act, and the A cantilever arm made of fiber composite material, wherein the height of the cantilever arm in cross-section is greater than the width of the cantilever arm in cross-section and in the cranked region, the width of the cantilever arm in cross-section greater than or equal to the height of the cantilever arm in cross-section.
  • the invention further relates to a concrete pump with a distribution boom arranged on a substructure comprising at least two extension arms, wherein at least one extension arm is designed according to the invention.
  • width and height of the extension arm refer to the dimensions of the extension arm, such as those for the calculation of the area moment of inertia about a pivot axis of the
  • Auslegerarms are defined. As a pivot axis of the boom arm while an axis is designated to the extension arm can be UNMIT ⁇ telbar pivoted relative to an adjacent boom arm relative thereto.
  • the fibers or continuous fibers have a length of generally more than 50 mm, in particular the fiber length is such that they can no longer be processed in an extrusion process as a flat raw material or roving, which can then be processed into fiber composite material.
  • "Ro ⁇ ving” designates a bundle, strand or multifilament yarn from essentially parallel endless fibers.
  • a "flat raw material” may be, for example, a woven fabric, a scrim, a knit or a braid.
  • extension arm according to the invention is made of fiber composite material can be basically a facilitiesseinspa ⁇ tion compared to a similar extension arm reach of steel. Due to the significantly lower specific overall Klobuk of fiber composite material is a significant Ge ⁇ weight reduction can be achieved compared to the steel construction often, even if a slightly greater wall thickness must be selected if necessary in order to achieve a comparable stiffness.
  • the invention is based on the knowledge that at least in cranked Auslegerar ⁇ men a simple change of material is not readily possible or at least no greater weight savings supplies , This is due, inter alia, to the fact that with bent extension arms made of fiber composite material, the wall thickness can not be substantially reduced compared to a steel version, without the stiffness of Aus ⁇ legearms in the range of cranking is reduced to an unacceptable level for use in concrete pumps.
  • the invention has recognized that in the region of the cranking part of the forces acting on the cantilever arm normal loads, which are originally to bending loads act as torsional loads. Based on this knowledge, the invention provides that this particular form of load in the area of the cranking is not countered by a greater wall thickness, but rather by shaping adapted to the load. While away from the cranked Be ⁇ Reich, the height of the boom in cross-section is greater than the width of the cantilever arm in cross-section - which can be in the ⁇ special bending loads absorb well - is in the cranked region the width of the cantilever arm in cross-section greater than or equal to the height of the cantilever arm in cross section. By means of the cross-sectional adaptation according to the invention, it is often possible to achieve sufficient rigidity even in the area of the cranking without an increase in the wall thickness being necessary.
  • the boom is cranked in a plane perpendicular to the bending load. Only in this case, namely, the torsional stresses in question occur.
  • the extension arm can be cranked in a plane which is parallel to Wenig ⁇ least one of the pivot axes about which the boom may be pivoted in each case relative to an adjacent boom arms.
  • the wall thickness in the region of the offset is smaller or substantially equal to the wall thickness apart from the offset.
  • the height of the cantilever arm in cross section is in the range of cranking preferably equal to the height of the cantilever arm in cross section off the crank, said height often corresponds to reasons of rigidity of the maximum available height for the cantilever.
  • the height over the entire length of the cantilever arm is the same, is relievege ⁇ assumed that the forces acting on the cantilever bending Bela ⁇ obligations is taken uniformly over its entire length.
  • the cantilever arm is tapering in height from one end to the other end, the height at one end is higher than at the other end.
  • the height of the boom in cross ⁇ cut over the area of the bend away uniform is too ⁇ continuously.
  • a step-shaped adjustment of the height should be dispensed with.
  • transition between the cross section of the cantilever arm away from the cranked region and the cross section of the cantilever arm in the cranked region is so fluid that no additional notch effect is created by the transition.
  • the cross section of the boom in the overall kröpften area based on a substantially octagonal basic shape with a p4 symmetry, where the symmetry ⁇ axes forming edges are preferably greater than the other edges and / or in the width direction Cross-sectional edges are longer than the running in the direction of the height of the cross-section edges.
  • the cross-section of the boom away from the cranked area based on a substantially octagonal shape with a p4 symmetry, wherein the Symmetrieach ⁇ sen forming edges are preferably greater than the other edges and / or extending in the direction of the height of the cross section edges longer are as the edges extending in the direction of the width of the cross section. Since the bending loads dominate in the area beyond the cranking, the cross-section is optimized to this effect. It is preferred if there are at least curved on a part of the edge of the boom in cross-section convex toward the outside, where at ⁇ this can also apply them both off for the range of the offset as well. By a corresponding partially convex shaping, the torsional stiffness of the cantilever arm he ⁇ be increased.
  • the corners are rounded in the cross section of the boom ⁇ arms. By appropriately rounded corners voltage peaks can be avoided or at least reduced.
  • the cantilever arm at least one passage opening ⁇ as a pivot point, with the opposite Be ⁇ rich of the outer surfaces of the cantilever in which one of the passage openings opens out are respectively parallel to each other staltet excluded.
  • the cantilever arm is preferably made of continuous fiber reinforced fiber composite material and may be formed of fiber fabric, fiber fabric, fiber braid or a combination thereof. In particular, in the case of a fiber fabric, it is possible to store the individual fibers or rovings optimized in a form for the boom. It is also possible to use specially prepared preform scrims in which the individual fibers are fastened in the desired course on a carrier fabric, for example by sewing.
  • the cantilever arm is made from prefabricated mats by lamination.
  • the fibers can be arranged differently.
  • the layers can be laminated individually or in the form of prefabricated multilayer fabrics. It is also possible to use unidirectional scrims which are laid in a form for the boom according to the expected loads.
  • the fiber deposition, dry (with subsequent introduction of the matrix material), or in the form of prepreg (impregnated with duroplasti ⁇ schem matrix material fibers) may wet (ie with the matrix mate rial impregnated ⁇ ) take place.
  • Mat ⁇ rixmaterial resin preferably epoxy resin can be used in particular.
  • a core material for forming a sandwich structure is provided a core material for forming a sandwich structure.
  • the core material may be, for example, balsa wood or foam.
  • Figure 1 an embodiment of a mobile concrete pump according to the invention
  • FIG. 2 shows a detailed illustration of two extension arms of the
  • FIG. 3 shows a cross section through the bent arm of FIG. 2 in the region of the crank
  • FIG. 4 a cross section through the cranked boom of Figure 2 in the area off the crank.
  • the mobile concrete pump 1 with distributor boom 2 shown in FIG. 1 is a truck-mounted concrete pump, in which the distributor boom 2 is fastened to a mobile substructure 3.
  • the distribution boom 2 is hinged and includes this meh ⁇ eral, by hydraulic cylinder 4 relative to each other pivotable bare cantilever arms 5, in which is guided (only partially presented Darge ⁇ ) delivery line 6 for flowing concrete.
  • pump 7 may flowable concrete from the hopper 8 through the feed pipe 6 with the free open end 6 of the conveying line 6 conveys ⁇ overall be.
  • two of the boom arms 5 of the concrete pump 1 of Figure 1 are shown individually, wherein one of the two boom arms 5 cranked and at least the cranked boom arm 5 is made of continuous fiber reinforced fiber composite material.
  • the two extension arms 5 are pivotally connected via a hinge pin 9 relative to each other.
  • the cranked extension arm 5 in FIG. 2 comprises a cranked region 12 arranged between the first end 10 and the second end 11 of the extension arm 5, the offset lying in a plane parallel to the hinge pin 9 or the pivot axis defined thereby.
  • FIG. 3 shows a cross section through the cantilever arm 5 in the cranked region
  • FIG. 4 shows a cross section through the same cantilever arm 5 but away from the cranked region 12.
  • edges 15 which extend in the direction of the width b longer than those edges 15 which extend in the direction of the height h. Offside the bend it is the other way around. As can be seen in Figure 4, there are those edges 15 which extend in the direction of the height h, longer than the edges 15 which extend in the direction of the width b.
  • Both in the area of the offset 12 (see FIG. 3) and away from it (see FIG. 4) is curved at the edges 15, 15 ⁇ of the extension arm 5 outwardly convex.
  • the curvature is designed so that the boom 5 has a constant height h over its entire length. Accordingly, the visible in Figure 2 top of the boom 5 is free of steps.
  • the transition from the cross section of the extension arm 5 in the cranked region 12 to the cross section away from this region 12 is so fluid that no additional notch effect is created by the change in cross section.
  • the cantilever arm 5 is rounded in cross-section at the corners 14 (compare Figures 3 and 4).
  • the cantilever arm 5 is made in one piece from continuous fiber-reinforced fiber composite material, wherein the cantilever arm 5 is laminated by known methods from prefabricated mats. Over the entire length of the extension arm 5, the number of seen to create the structure over the cross section is constant. As a result, the cross-sectional area also remains constant over the entire length of the extension arm 5. However, since the cross section of the extension arm 5 in the region of the crank 12 (see FIG. 3) has a larger circumference than outside this region (see FIG. 4), the wall thickness in the region of the crank 12 is slightly reduced in individual subregions in order to continue to achieve the same cross-sectional area.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Auslegerarm (5) für mobile Betonpumpen (1) sowie eine mobile Betonpumpe (1). Der Auslegerarm (5) mit einem ersten und einem zweiten Ende (10, 11), wobei zwischen dem ersten und dem zweiten Ende (10,11) des Auslegerarms (5) wenigstens ein gekröpfter Abschnitt (12), in dem bei ordnungsgemäßer Verwendung auftretende Hauptbiegebelastungen als Torsionsbelastungen wirken,vorgesehen ist, ist aus Faserverbundmaterial, wobei abseitsdes gekröpften Bereichs (12) die Höhe (h) des Auslegerarms (5) im Querschnitt größer ist als die Breite (b) des Auslegerarms (5) im Querschnitt und im gekröpften Bereich (12) die Breite (b) des Auslegerarms (12) im Querschnitt (5) größer gleich der Höhe (h) des Auslegerarms (5) im Querschnitt ist. Betonpumpe (1) mit einem auf einem Unterbau (3) angeordneten Verteilermast (2) umfassend wenigstens zwei Auslegerarme (5), von denen wenigstens einer erfindungsgemäße ausgebildet ist.

Description

Gekröpfter Auslegerarm mit veränderlichem
Querschnitt für mobile Betonpumpen
Die Erfindung betrifft einen Auslegerarm für mobile Betonpumpen sowie eine mobile Betonpumpe. Mobile Betonpumpen verfügen regelmäßig über einen auf einem fahrbaren Unterbau angeordneten Ausleger mit einer daran entlanggeführten Förderleitung, durch die fließfähiger Beton gepumpt werden kann. Der Ausleger umfasst dabei mehrere Ausle¬ gerarme, die um Schwenkachsen jeweils quer zur Längsrichtung des Auslegerarms relativ zueinander verschwenkt werden können.
Dadurch ist es grundsätzlich möglich, den Ausleger derart zusammenzulegen, dass er zusammen mit dem fahrbaren Unterbau eine vorgegebene Maximalhöhe nicht überschreitet. Die vorgege¬ bene Maximalhöhe kann dabei bspw. üblichen Durchfahrtshöhen im Straßenverkehr entsprechen, damit sich die mobile Betonpumpe auch unter Brücken und durch Tunnel hindurchbewegen kann.
Um den Ausleger möglichst klein zusammenlegen zu können und somit eine möglichst große Maximalanzahl an Auslegerarmen zu erreichen ist es bekannt, dass einzelne Auslegerarme gekröpft ausgestaltet sind. Dadurch lassen sich die Auslegerarme beim Zusammenklappen um die beschriebenen Schwenkachsen teilweise nebeneinander legen, sodass das Paket von zusammengelegten Auslegerarmen eine geringere Höhe aufweist als ein entspre¬ chendes Paket von zusammengelegten Auslegerarmen, bei dem kein Auslegerarm gekröpft ist.
Aus dem Stand der Technik sind aus Stahl gefertigte gekröpfte Auslegerarme bekannt. Bei diesen Auslegerarmen werden mehrere Stahlprofile mit gleichem Querschnitt derart miteinander ver¬ schweißt, dass die gewünschte Kröpfung entsteht, wobei in der Regel bei einer Kröpfung zwei Stahlprofile im Wesentlichen pa¬ rallel angeordnet und durch ein in einem Winkel dazu verlau¬ fendes drittes Stahlprofil miteinander verbunden sind.
Zur Aufnahme der auf den Auslegerarm während des Betriebs wir- kenden Kräfte als auch um die Herstellung der Kröpfung mittels Schweißen zu ermöglichen, muss das Stahlprofil eine gewisse Wandstärke aufweisen. In der Folge weist ein gekröpfter Auslegearm gemäß dem Stand der Technik ein nicht unerhebliches Ge¬ wicht auf. Insbesondere da die Anzahl der möglichen Auslegerarme einer mobilen Betonpumpe - und damit häufig die maximale erreichbare Höhe - häufig durch das maximal zulässige Gesamtgewicht der Betonpumpe oder aber deren maximal zulässige Achslast begrenzt ist, ist das hohe Gewicht der einzelnen Auslegerarme und ins- besondere gekröpfter Auslegerarme gemäß dem Stand der Technik nachteilig .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gekröpften Auslegerarm sowie eine mobile Betonpumpe zu schaffen, bei de¬ nen die Nachteile aus dem Stand der Technik nicht mehr oder nur noch im verminderten Maße auftreten.
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Auslegerarm gemäß dem Hauptanspruch und eine mobile Betonpumpe gemäß dem nebengeord¬ neten Anspruch 12. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Demnach betrifft die Erfindung einen Auslegerarm, insbesondere für den Verteilermast einer Betonpumpe, mit einem ersten und einem zweiten Ende, wobei zwischen dem ersten und dem zweiten Ende des Auslegerarms wenigstens ein gekröpfter Abschnitt vor¬ gesehen ist, in dem bei ordnungsgemäßer Verwendung auftretende Hauptbiegebelastungen als Torsionsbelastungen wirken, und der Auslegerarm aus Faserverbundmaterial ist, wobei abseits des gekröpften Bereichs die Höhe des Auslegerarms im Querschnitt größer ist als die Breite des Auslegerarms im Querschnitt und im gekröpften Bereich die Breite des Auslegerarms im Quer- schnitt größer gleich der Höhe des Auslegerarms im Querschnitt ist .
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Betonpumpe mit einem auf einem Unterbau angeordneten Verteilermast umfassend wenigstens zwei Auslegerarme, wobei wenigstens ein Auslegerarm erfin- dungsgemäß ausgebildet ist.
Zunächst werden einige in Zusammenhang mit der Erfindung verwendete Begriffe erläutert:
Die Begriffe „Breite" und „Höhe" des Auslegearms beziehen sich auf die Dimensionen des Auslegerarms, wie die für die Berech- nung des Flächenträgheitsmomentes um eine Schwenkachse des
Auslegerarms definiert sind. Als Schwenkachse des Auslegerarms ist dabei eine Achse bezeichnet, um die der Auslegerarm unmit¬ telbar gegenüber einem benachbarten Auslegerarm relativ zu diesem verschwenkt werden kann. Bei einem „endlosfaserverstärktem Faserverbundmaterial" weisen die Fasern bzw. Endlosfasern eine Länge von in der Regel mehr als 50 mm auf. Insbesondere ist die Faserlänge derart, dass sie sich nicht mehr in einem Extrusionsverfahren verarbeiten lassen. Vielmehr stehen entsprechende Endlosfasern in der Re- gel als flächiges Rohmaterial oder Roving zur Verfügung, die dann zu Faserverbundmaterial verarbeitet werden können. „Ro¬ ving" bezeichnet dabei ein Bündel, Strang oder Multifilament- garn aus im Wesentlichen parallel angeordneten Endlosfasern. Ein „flächiges Rohmaterial" kann bspw. ein Gewebe, Gelege, Ge- wirk oder Geflecht sein. Indem der erfindungsgemäße Auslegearm aus Faserverbundmaterial hergestellt ist, lässt sich grundsätzlich eine Gewichtseinspa¬ rung gegenüber einem vergleichbaren Auslegearm aus Stahl erreichen. Aufgrund des deutlich geringeren spezifischen Ge- wichts von Faserverbundmaterial kann häufig eine deutliche Ge¬ wichtsreduktion gegenüber der Stahlbauweise erreicht werden, selbst wenn ggf. eine leicht größere Wandstärke gewählt werden muss, um eine vergleichbare Steifigkeit zu erreichen.
Während ein entsprechender Materialaustausch insbesondere bei nicht-gekröpften Auslegerarmen unter Beibehaltung der Formgebung grundsätzlich möglich sein mag, liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass zumindest bei gekröpften Auslegerar¬ men ein entsprechender einfacher Materialwechsel nicht ohne weiteres möglich ist oder zumindest keine größere Gewichtsein- sparung liefert. Dies ist unter anderem dadurch begründet, dass bei gekröpften Auslegearmen aus Faserverbundmaterial die Wandstärke gegenüber einer Ausführung aus Stahl nicht wesentlich reduziert werden kann, ohne dass die Steifigkeit des Aus¬ legearms im Bereich der Kröpfung auf ein für den Einsatz in Betonpumpen unzulässigen Maß reduziert wird.
Die Erfindung hat erkannt, dass im Bereich der Kröpfung ein Teil der auf den Auslegerarm einwirkenden üblichen Belastungen, bei denen es sich originär um Biegebelastungen handelt, als Torsionsbelastungen wirken. Basierend auf dieser Erkennt- nis sieht die Erfindung vor, dieser besonderen Form der Belastung im Bereich der Kröpfung nicht durch eine größere Wandstärke, sondern vielmehr durch an die Belastung angepasste Formgebung begegnet wird. Während abseits des gekröpften Be¬ reichs die Höhe des Auslegerarms im Querschnitt größer ist als die Breite des Auslegerarms im Querschnitt - wodurch sich ins¬ besondere Biegebelastungen gut aufnehmen lassen - ist im gekröpften Bereich die Breite des Auslegerarms im Querschnitt größer oder gleich der Höhe des Auslegerarms im Querschnitt. Durch die erfindungsgemäße Querschnittsanpassung lässt sich bereits häufig eine ausreichende Steifigkeit auch im Bereich der Kröpfung erreichen, ohne dass eine Vergrößerung der Wand- stärke erforderlich wäre.
Aus dem angegebenen Zusammenhang zwischen Biegebelastung des Auslegerarms insgesamt und der daraus resultierenden Torsions¬ belastung im Bereich der Kröpfung geht unmittelbar hervor, dass der Auslegerarm in einer Ebene senkrecht zur Biegebelas- tung gekröpft ist. Nur in diesem Fall treten nämlich die fraglichen Torsionsbelastungen auf. Insbesondere kann der Auslegerarm in einer Ebene gekröpft sein, die parallel zu wenigs¬ tens einer der Schwenkachsen, um die der Auslegerarm jeweils gegenüber einem benachbarten Auslegerarmen verschwenkt werden kann, verläuft. Bei einer entsprechenden Kröpfung ist das aus dem Stand der Technik bekannte Nebeneinanderlegen von Auslegerarmen beim Zusammenklappen eines Auslegers möglich.
Es ist vielmehr bevorzugt, wenn die Wandstärke im Bereich der Kröpfung kleiner oder im Wesentlichen gleich der Wandstärke abseits der Kröpfung ist.
Die Höhe des Auslegerarms im Querschnitt ist im Bereich der Kröpfung vorzugsweise gleich der Höhe des Auslegerarms im Querschnitt abseits der Kröpfung, wobei diese Höhe aus Gründen der Steifigkeit häufig der maximal zur Verfügung stehenden Bauhöhe für den Auslegerarm entspricht. In dem die Höhe über die gesamte Länge des Auslegerarms gleich ist, wird sicherge¬ stellt, dass die auf den Auslegerarm einwirkenden Biegebelas¬ tungen über dessen gesamte Länge gleichmäßig aufgenommen wird.
Letzteres gilt auch, wenn der Auslegerarm von seinem einem Ende zum anderen Ende in seiner Höhe zulaufend ist, die Höhe am einen Ende also höher als am anderen Ende ist. In diesem Fall ist bevorzugt, wenn die Höhe des Auslegerarms im Quer¬ schnitt über den Bereich der Kröpfung hinweg gleichmäßig zu¬ laufend ist. Insbesondere soll auf eine stufenförmige Anpas- sung der Höhe verzichtet werden.
Es ist bevorzugt, wenn der Übergang zwischen dem Querschnitt des Auslegerarms abseits des gekröpften Bereichs und dem Quer¬ schnitt des Auslegerarms im gekröpften Bereich derart fließend ist, dass durch den Übergang keine zusätzliche Kerbwirkung entsteht. Durch einen entsprechenden Übergang werden also zusätzliche Belastungen auf das Faserverbundmaterial, die durch ungünstige Formgebung des Auslegerarms grundsätzlich auftreten könnten, vermieden.
Es ist bevorzugt, wenn der Querschnitt des Auslegearms im ge- kröpften Bereich auf einer im Wesentlichen achteckige Grundform mit einer p4-Symmetrie basiert, wobei die die Symmetrie¬ achsen bildenden Kanten bevorzugt größer sind als die anderen Kanten und/oder die in Richtung der Breite des Querschnitts verlaufenden Kanten länger sind als die in Richtung der Höhe des Querschnitts verlaufenden Kanten. Durch eine entsprechende Formgebung können die in dem gekröpften Bereich auftretenden Biege- und Torsionsbelastungen gut aufgenommen werden.
Vorzugsweise basiert der Querschnitt des Auslegearms abseits des gekröpften Bereichs auf einer im Wesentlichen achteckigen Grundform mit einer p4-Symmetrie, wobei die die Symmetrieach¬ sen bildenden Kanten bevorzugt größer sind als die anderen Kanten und/oder die in Richtung der Höhe des Querschnitts verlaufenden Kanten länger sind als die in Richtung der Breite des Querschnitts verlaufenden Kanten. Da in dem Bereich ab- seits der Kröpfung die Biegebelastungen dominieren, ist der Querschnitt dahingehend optimiert. Es ist bevorzugt, wenn wenigstens an einem Teil der Kanten des Auslegearms im Querschnitt konvex nach außen gewölbt sind, wo¬ bei dies sowohl für den Bereich der Kröpfung als auch abseits davon gelten kann. Durch eine entsprechende teilweise konvexe Formgebung kann die Torsionssteifigkeit des Auslegerarms er¬ höht werden.
Es ist bevorzugt, wenn die Ecken im Querschnitt des Ausleger¬ arms abgerundet sind. Durch entsprechend abgerundete Ecken können Spannungsspitzen vermieden oder zumindest reduziert werden.
Vorzugsweise weist der Auslegerarm wenigstens eine Durchgangs¬ öffnung als Anlenkpunkt auf, wobei die gegenüberliegenden Be¬ reiche der Außenflächen des Auslegerarms, in denen eine der Durchgangsöffnungen mündet jeweils zueinander parallel ausge- staltet sind. Indem die Außenflächen im Bereich einer entsprechenden Durchgangsöffnung, durch die bspw. ein Gelenkbolzen geführt werden kann, zueinander parallel angeordnet sind, wird die Anbindung des erfindungsgemäßen Auslegerarm an andere Komponenten, wie bspw. einem weiteren Auslegerarm vereinfacht. Der Auslegerarm ist vorzugsweise aus endlosfaserverstärktem Faserverbundmaterial und kann aus Fasergelege, Fasergewebe, Fasergeflecht oder einer Kombination daraus gebildet sein. Insbesondere im Falle eines Fasergeleges ist es möglich, die einzelnen Fasern oder Rovings optimiert in eine Form für den Auslegerarm abzulegen. Auch ist es möglich, besonders hergestellte Preform-Gelege zu verwenden, bei denen die einzelnen Fasern in dem gewünschten Verlauf auf einem Trägergewebe befestigt sind, bspw. durch nähen.
Es ist auch möglich, dass der Auslegerarm aus vorgefertigten Matten durch Laminieren hergestellt wird. Die Fasern können dabei verschiedentlich angeordnet sein. So ist eine im Wesent¬ lichen quasiisotrope Anordnung von ±0 ° /+45 ° /±90 ° /-45 ° oder ±0°/+30o/+60o/±90o/-60o/-30° möglich. Die Lagen können dabei einzeln oder in Form vorgefertigter mehrschichtiger Gelege la- miniert werden. Es ist auch möglich, unidirektionale Gelege zu verwenden, die in einer Form für den Auslegerarm entsprechend der zu erwartenden Belastungen eingelegt werden.
Für das Einbringen der Matrix während oder nach dem Verlegen der Fasern sind im Stand der Technik geeignete Verfahren be- kannt . So kann die Faserablage naß (also mit dem Matrixmate¬ rial getränkt) , trocken (mit anschließendem Einbringen des Matrixmaterials) oder in Form von Prepregs (mit duroplasti¬ schem Matrixmaterial imprägnierte Fasern) erfolgen. Als Mat¬ rixmaterial kann insbesondere Harz, vorzugweise Epoxidharz verwendet werden.
Es kann auch vorgesehen sein, dass zumindest in einigen Bereichen des Auslegerarms zwischen zwei Lagen aus Faserverbundma¬ terial ein Kernmaterial zur Bildung einer Sandwichstruktur vorgesehen ist. Das Kernmaterial kann bspw. aus Balsaholz oder Schaumstoff sein.
Zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Betonpumpe wird auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen.
Die Erfindung wird nun anhand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen bei- spielhaft beschrieben. Es zeigen:
Figur 1: ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen mobilen Betonpumpe;
Figur 2: eine Detaildarstellung zweier Auslegerarme der
Betonpumpe aus Figur 1; Figur 3: ein Querschnitt durch den gekröpften Auslegerarm aus Figur 2 im Bereich der Kröpfung; und
Figur 4: ein Querschnitt durch den gekröpften Auslegerarm aus Figur 2 im Bereich abseits der Kröpfung. Bei der in Figur 1 dargestellten mobilen Betonpumpe 1 mit Verteilermast 2 handelt es sich um eine Autobetonpumpe, bei dem der Verteilermast 2 auf einem fahrbaren Unterbau 3 befestigt ist. Der Verteilermast 2 ist aufklappbar und umfasst dazu meh¬ rere, durch Hydraulikzylinder 4 relativ zueinander verschwenk- bare Auslegerarme 5, in denen eine (nur teilweise darge¬ stellte) Förderleitung 6 für fließfähigen Beton geführt ist. Mit Hilfe einer am Unterbau 3 angeordneten Kernpumpe 7 kann fließfähiger Beton vom Aufgabetrichter 8 durch die Förderleitung 6 mit zum freien offenen Ende 6 λ der Förderleitung 6 ge- fördert werden.
In Figur 2 sind zwei der Auslegerarme 5 der Betonpumpe 1 aus Figur 1 einzeln dargestellt, wobei einer der beiden Auslegearme 5 gekröpft und wenigstens der gekröpfte Auslegerarm 5 aus endlosfaserverstärktem Faserverbundmaterial ist. Die beiden Auslegerarme 5 sind über einen Gelenkbolzen 9 relativ zueinander schwenkbar verbunden.
Der gekröpfte Auslegerarm 5 in Figur 2 umfasst einen zwischen dem ersten Ende 10 und dem zweiten Ende 11 des Auslegerarm 5 angeordneten gekröpften Bereich 12, wobei die Kröpfung in ei- ner Ebene parallel zum Gelenkbolzen 9 bzw. der dadurch definierten Schwenkachse liegt. In Figur 3 ist ein Querschnitt durch den Auslegerarm 5 in dem gekröpften Bereich gezeigt, während in Figur 4 ein Querschnitt durch denselben Auslegerarm 5, jedoch abseits des gekröpften Bereichs 12 dargestellt ist. Wie in Figuren 3 und 4 gezeigt, basieren beide Querschnitte auf einer achteckigen Grundform 13 mit jeweils als gestrichelte Linien dargestellten Kanten 15, 15 15 λ λ und durch Markierungen angezeigte Ecken 14, die - wie anhand der als Strichpunktlinien dargestellten Symmetrieachsen 16 - jeweils eine p4-Symmetrie aufweisen. Dabei sind diejenigen Kanten 15,
15 welche zur Bildung der Symmetrieachsen 16 herangezogen werden, länger als die Kanten 15 λ λ, die keine Symmetrieachse
16 schneiden. Wie in Figur 3 unmittelbar ersichtlich, sind im Bereich der
Kröpfung 12 im Querschnitt diejenigen Kanten 15, die in Richtung der Breite b verlaufen länger als diejenigen Kanten 15 die in Richtung der Höhe h verlaufen. Abseits der Kröpfung ist es umgekehrt. Wie in Figur 4 zu sehen, sind dort diejenigen Kanten 15 die in Richtung der Höhe h verlaufen, länger als die Kanten 15, die in Richtung der Breite b verlaufen.
Sowohl im Bereich der Kröpfung 12 (vgl. Figur 3) als auch abseits davon (vgl. Figur 4) ist an den Kanten 15, 15 λ der Auslegerarm 5 konvex nach außen gewölbt. Dabei ist die Wölbung so ausgestaltet, dass der Auslegerarm 5 über seine gesamte Länge eine konstante Höhe h aufweist. Entsprechend ist die in Figur 2 sichtbare Oberseite des Auslegerarms 5 stufenfrei. Ebenfalls in Figur 2 ist zu erkennen, dass der Übergang vom Querschnitt des Auslegerarms 5 im gekröpften Bereich 12 zu dem Querschnitt abseits dieses Bereichs 12 derart fließend ist, dass durch die Querschnittsveränderung keine zusätzliche Kerbwirkung entsteht. Um darüber hinaus andere mögliche Spannungsspitzen zu vermeiden, ist der Auslegerarm 5 im Querschnitt an den Ecken 14 abgerundet (vgl. Figur 3 und 4) . In Figur 4 ist weiterhin dargestellt, dass der Auslegerarms 5 in bestimmten Bereichen derart nach außen erweitert ist, dass sich zwei gegenüberliegende parallele Außenflächen 17 ergeben. An diesen parallelen Außenflächen 17 ist eine Durchgangsöffnung 18 (von der lediglich die Achse dargestellt) bspw. zur Durchführung des Gelenkbolzens 9 (vgl. Figur 2) vorgesehen. Entsprechende Außenflächen 17 können auch in Bereichen anderer Durchführungsöffnungen 18 vorgesehen sein.
Der Auslegerarm 5 ist einstückig aus endlosfaserverstärktem Faserverbundmaterial gefertigt, wobei der Auslegerarms 5 mit bekannten Verfahren aus vorgefertigten Matten laminiert ist. Über die gesamte Länge des Auslegerarms 5 ist dabei die Anzahl der zur Schaffung der Struktur über den Querschnitt gesehen konstant. In der Folge bleibt auch die Querschnittsfläche über die gesamte Länge des Auslegerarms 5 konstant. Da der Quer¬ schnitt des Auslegerarms 5 im Bereich der Kröpfung 12 (vgl. Figur 3) jedoch einen größeren Umfang aufweist als außerhalb dieses Bereichs (vgl. Figur 4) ist die Wandstärke im Bereich der Kröpfung 12 in einzelnen Teilbereichen leicht reduziert, um weiterhin dieselbe Querschnittsfläche zu erreichen.

Claims

Patentansprüche
Auslegerarm (5), insbesondere für den Verteilermast (2) ei¬ ner Betonpumpe (1), mit einem ersten und einem zweiten Ende (10, 11), wobei zwischen dem ersten und dem zweiten Ende (10, 11) des Auslegerarms (5) wenigstens ein gekröpfter Ab¬ schnitt (12) vorgesehen ist, in dem bei ordnungsgemäßer Verwendung auftretende Hauptbiegebelastungen als Torsionsbelastungen wirken,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Auslegerarm (5) aus Faserverbundmaterial ist, wobei ab¬ seits des gekröpften Bereichs (12) die Höhe (h) des Ausle¬ gerarms (5) im Querschnitt größer ist als die Breite (b) des Auslegerarms (5) im Querschnitt und im gekröpften Be¬ reich (12) die Breite (b) des Auslegerarms (12) im Quer¬ schnitt (5) größer gleich der Höhe (h) des Auslegerarms (5) im Querschnitt ist.
Auslegerarm nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Übergang zwischen dem Querschnitt des Auslegerarms (5) abseits des gekröpften Bereichs (12) und dem Querschnitt des Auslegerarms (5) im gekröpften Bereich (12) derart fließend ist, dass durch den Übergang keine zusätzliche Kerbwirkung entsteht.
Auslegerarm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Querschnitt des Auslegearms (5) im gekröpften Bereich auf einer im Wesentlichen achteckigen Grundform (15, 15 15 λ λ) mit einer p4-Symmetrie basiert, wobei die die Symmet¬ rieachsen (16) bildenden Kanten (15, 15 λ) bevorzugt größer sind als die anderen Kanten (15 λ λ) und/oder die in Richtung der Breite (b) des Querschnitts verlaufenden Kanten (15) länger sind als die in Richtung der Höhe (h) des Querschnitts verlaufenden Kanten (15 λ).
Auslegerarm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Querschnitt des Auslegearms (5) abseits des gekröpften Bereichs (12) auf einer im Wesentlichen achteckigen Grundform mit einer p4-Symmetrie basiert, wobei die die Symmet¬ rieachsen (16) bildenden Kanten (15, 15 λ) bevorzugt größer sind als die anderen Kanten (15 λ λ) und/oder die in Richtung der Höhe (h) des Querschnitts verlaufenden Kanten (15 λ) länger sind als die in Richtung der Breite (b) des Querschnitts verlaufenden Kanten (15).
Auslegerarm nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens an einem Teil der Kanten (15, 15 15 λ λ) des Auslegearms (5) im Querschnitt konvex nach außen gewölbt sind .
Auslegerarm nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ecken (14) im Querschnitt des Auslegerarms (5) abgerun¬ det sind.
Auslegerarm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Auslegerarm (5) wenigstens eine Durchgangsöffnung (18) als Anlenkpunkt aufweist, wobei die gegenüberliegenden Be¬ reiche der Außenflächen (17) des Auslegerarms (5), in denen eine der Durchgangsöffnungen (18) mündet jeweils zueinander parallel ausgestaltet sind.
Auslegerarm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke im Bereich der Kröpfung (12) kleiner oder im Wesentlichen gleich der Wandstärke abseits der Kröpfung (12) und/oder die Querschnittsfläche im Bereich der Kröp¬ fung (12) im Wesentlichen gleich zur Querschnittsfläche abseits des Bereichs der Kröpfung (12) ist.
Auslegerarm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Höhe (h) des Auslegerarms (5) im Querschnitt im Bereich der Kröpfung (12) vorzugsweise gleich der Höhe (h) des Auslegerarms (5) im Querschnitt abseits der Kröpfung (12) ist.
Auslegerarm nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Auslegerarm (5) von seinem einem Ende (10) zum anderen Ende (11) in seiner Höhe (h) auch über den Bereich der Kröpfung (12) hinweg gleichmäßig zulaufend ist.
Auslegerarm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Auslegerarm (5) aus endlosfaserverstärktem Faserverbundmaterial ist. 12. Betonpumpe (1) mit einem auf einem Unterbau (3) angeordne¬ ten Verteilermast (2) umfassend wenigstens zwei Ausleger¬ arme (5) ,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens ein Auslegerarm (5) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist.
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