WO2019105982A1

WO2019105982A1 - Keilwellenverbindung an mastsegment

Info

Publication number: WO2019105982A1
Application number: PCT/EP2018/082792
Authority: WO
Inventors: Mykola Oleksyuk
Original assignee: Schwing Gmbh
Priority date: 2017-11-28
Filing date: 2018-11-28
Publication date: 2019-06-06
Also published as: DE102017128175A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Knickmast (1) mit einer Mehrzahl von Mastsegmenten (2, 2a), wobei die Mastsegmente (2, 2a,) an Knickgelenken (3, 3a) mittels eines Schwenkantriebes jeweils um Knickachsen (4, 4a) gegenüber einem benachbarten Mastsegment (2, 2a) oder einem Drehschemel verschwenkbar sind, wobei an mindestens einer Knickachse (4, 4a) zur Verschwenkung eines Mastsegmentes (2) gegenüber einem benachbarten Mastsegment (2a) ein das Knickgelenk (3, 3a) bildender Direktschwenkantrieb (5) angeordnet ist, wobei der Direktschwenkantrieb (5) ein mit einem Mastsegment (2) verbundenes Gehäuse (6) und eine mit dem benachbarten Mastsegment (2a) verbundene Antriebswelle (7) aufweist, wobei die Antriebswelle (7) aus dem Gehäuse (6) des Direktschwenkantriebs (5) so weit in Richtung der Knickachse (4, 4a) des gebildeten Knickgelenks (3, 3a) hervorsteht, dass die Antriebswelle (7) durch das benachbarte Mastsegment (2a) hindurchragt sowie einen Großmanipulator mit einem solchen Knickmast (1 ).

Description

Keilwellenverbinduna an Mastseament Die Erfindung betrifft eine Knickmast mit einer Mehrzahl von Mastsegmenten, wobei die Mastsegmente an Knickgelenken mittels eines Schwenkantriebes jeweils um Knickachsen gegenüber einem benachbarten Mastsegment oder einem Drehschemel verschwenkbar sind, wobei an mindestens einer Knickachse zur Verschwenkung eines Mastsegmentes gegenüber einem benachbarten Mastsegment ein das Knickgelenk bildender Direktschwenkantrieb angeordnet ist, wobei der Direktschwenkantrieb ein mit einem Mastsegment verbundenes Gehäuse und eine mit dem benachbarten Mastsegment verbundene Antriebswelle aufweist.

Aus der DE 10 2014 203 054 A1 ist ein Knickmast der eingangs genannten Art bekannt. An dem hier offenbarten Knickmast ist ein Direktschwenkantrieb in Form eines Steilgewindeantriebes vorgesehen. Dieser Direktschwenkantrieb weist ein mit einem Mastsegment verbundenes Gehäuse auf, wobei der Direktschwenkantrieb eine Antriebswelle aufweist, die mit einem Bund über einen Schraubenkranz mit einem seitlichen Stegblech eines Mastarmes verschraubt ist. Auch aus der EP 2 776 360 B1 ist ein hydraulischer Direktschwenkantrieb bekannt, der seitlich an das Mastsegment eines Knickmastes angeflanscht wird.

Unter einem Direktschwenkantrieb wird generell ein Dreh- bzw. Schwenkantrieb mit einer zur jeweiligen Knickachse koaxialen Antriebswelle verstanden, wobei die Antriebswelle ein die Verschwenkung bewirkendes Drehmoment von dem einen Mastsegment auf das benachbarte Mastsegment überträgt. Ein Direktschwenkantrieb ist von herkömmlichen Mastantrieben abzugrenzen, bei denen linear arbeitende hydraulische Antriebszylinder verwendet werden, deren lineare Auslenkung durch geeignete Hebelgetriebe in eine Verschwenkung der jeweiligen Mastsegmente zueinander umgesetzt wird. Nachteilig an den zuvor beschriebenen Lösungen ist, dass die einseitige Befestigung des gelenkbildenden Direktschwenkantriebs eine asymmetrische Lastübertragung zwischen Direktschwenkantrieb und Mastsegment hervorruft, wodurch das Mastsegment hohe Torsionskräfte aufnehmen muss. Hierfür muss das angeflanschte Mastsegment sehr massiv ausgeführt werden, was zu einem hohen Gewicht führt. Mit dem höheren Gewicht des angeflanschten

Mastsegmentes muss auch eine Verstärkung der weiteren Mastsegmente des Knickmastes und des gelenkbildenden Direktschwenkantriebs einhergehen, was die Herstellung teuer macht und die mögliche Reichweite des Knickmastes einschränkt. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Knickmast anzugeben, der eine einfache und leichte Einbindung des gelenkbildenden Direktschwenkantriebs in einem leichten und dennoch stabilen Knickmast ermöglicht. Insbesondere sollen die durch die Anbindung des Direktschwenkantriebs am Mastsegment hervorgerufenen Torsionskräfte reduziert werden. Außerdem soll ein Großmanipulator angegeben werden, der einen leichten und flexibel einsetzbaren Knickmast aufweist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Knickmast mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einen Großmanipulator mit einem solchen Knickmast gemäß Anspruch 14. Dadurch, dass die Antriebswelle aus dem Gehäuse des Direktschwenkantriebs so weit in Richtung der Knickachse des gebildeten Knickgelenks hervorsteht, dass die Antriebswelle durch das benachbarte Mastsegment hindurchragt, d.h. sich im Wesentlichen über die gesamte Breite des Mastsegmentes im Verbindungsbereich erstreckt, kann die Einleitung der Kräfte zwischen dem Direktschwenkantrieb und dem benachbarten Mastsegment gleichmäßig über die Mastsegmenterstreckung in Richtung der Knickachse verteilt werden. Dadurch dass die Antriebswelle durch das benachbarte Mastsegment hindurch reicht, können die Kräfte zwischen Antriebswelle und benachbarten Mastsegment symmetrisch übertragen werden, was durch die Krafteinleitung bedingte Torsionskräfte im Mastsegment reduziert. Hierdurch kann das benachbarte, mit der Antriebswelle des Direktschwenkantriebs verbundene Mastsegment leichter ausgestaltet werden, wodurch höhere Reichweiten des Knickmastes realisierbar sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. 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.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das benachbarte Mastsegment kastenförmig aufgebaut ist und einen Obergurt, einen Untergurt und zwei seitliche Stegbleche umfasst, wobei der Obergurt und der Untergurt zusammen mit den Stegblechen eine hohle Struktur ausbilden, wobei die Antriebswelle durch die hohle Struktur zwischen den Stegblechen ragt. Mit dem kastenförmigen Aufbau des Mastsegmentes kann Gewicht eingespart werden. Dadurch dass die Antriebswelle durch die hohle Struktur zwischen den Stegblechen ragt, kann die Kraftübertragung auf den kastenförmigen Aufbau des Mastsegmentes symmetrisch erfolgen.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, die vorsieht, dass die Antriebswelle direkt mit beiden Stegblechen verbunden ist. Mit der direkten Verbindung der beiden Stegbleche des kastenförmig aufgebauten Mastsegmentes ist eine einfache Anbindung des gelenkbildenden Direktschwenkantriebs im Knickmast möglich. Die direkte Verbindung der beiden Stegbleche mit der Antriebswelle ermöglicht eine symmetrische Krafteinleitung der Antriebswelle über die beiden Stegbleche in das Mastsegment. Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass die Verbindung zwischen der Antriebswelle und den Stegblechen mindestens eine Verzahnung der Stegbleche umfasst. Mit einer Verzahnung in den Stegblechen ist eine einfache Möglichkeit gegeben, eine formschlüssige Verbindung der Antriebswelle mit dem Mastsegment herzustellen. Diese formschlüssige Verbindung eignet sich hervorragend, um große Kräfte zu übertragen. Von besonderem Vorteil ist gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung, dass das benachbarte Mastsegment eine Ringstruktur zwischen den Stegblechen aufweist, in welche die Antriebswelle ragt und mit welcher die Antriebswelle verbunden ist. Mit einer solchen Ringstruktur kann das Mastsegment im Bereich der Anbindung an die Antriebswelle verstärkt werden. Insbesondere durch die Verbindung der Antriebswelle mit der Ringstruktur ist eine gleichmäßige und symmetrische Einleitung von Kräften möglich.

Eine vorteilhafte Ausführung ist, dass die Ringstruktur an beiden Stegblechen befestigt, insbesondere eingeschweißt ist. Mit der Befestigung der Ringstruktur an beiden Stegblechen ist eine zuverlässige Verstärkung des Mastsegmentes im Bereich der Anbindung an die Antriebswelle möglich. Die Befestigung an beiden Stegblechen ermöglicht zudem eine symmetrische Krafteinleitung der Antriebswelle auf das Mastsegment und reduziert hierdurch bedingte Torsionskräfte. Mit der Verschweißung der Ringstruktur an den beiden Stegblechen ist zudem eine besonders einfache, aber stabile Befestigung der Ringstruktur mit dem Mastsegment möglich. Die angeschweißte Ringstruktur stabilisiert das Mastsegment im Bereich der Anbindung des Direktschwenkantriebs zusätzlich.

Die Ringstruktur kann außerdem vorteilhaft aus einem anderen Material als das Mastsegment gefertigt werden, z.B. um die für die Drehmomentübertragung erforderliche Festigkeit zu gewährleisten.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der vorgesehen ist, dass die Ringstruktur an dem Obergurt und / oder an dem Untergurt befestigt, insbesondere verschweißt ist. Mit der Befestigung der Ringstruktur am Ober und am Untergurt ist eine einfache Möglichkeit gegeben, das Mastsegment im Bereich der Anbindung des Direktschwenkantriebs zusätzlich zu verstärken. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Ringstruktur eine Verzahnung aufweist. Mit einer Verzahnung in der Ringstruktur ist eine einfache Möglichkeit gegeben, eine formschlüssige Verbindung der Antriebswelle mit dem Mastsegment herzustellen. Diese formschlüssige Verbindung eignet sich hervorragend, um große Kräfte zu übertragen. Über die Verzahnung der Ringstruktur können Kräfte von der Antriebswelle besonders gleichmäßig und symmetrisch auf das Mastsegment übertragen werden. Die Verzahnung ermöglicht außerdem eine einfache Montage und Demontage des Mastes, indem die Ringstruktur axial auf die Antriebswelle aufgeschoben bzw. von dieser abgezogen wird.

Von besonderem Vorteil ist gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung, dass die Verzahnung rechteckig, wellenförmig, sternförmig, vieleckig oder trapezförmig ist. Durch geeignete geometrische Ausgestaltung der Verzahnung kann ein Formschluss zwischen der Antriebswelle und dem Mastsegment besonders einfach realisiert werden. Insbesondere die trapezförmige Ausgestaltung der Verzahnung ermöglicht die Übertragung hoher Kräfte bei gleichzeitig geringer Kerbwirkung.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Antriebswelle eine mit der Verzahnung korrespondierende Gegenverzahnung aufweist. Mit der korrespondierenden Gegenverzahnung ist eine einfache Möglichkeit gegeben, einen Formschluss zwischen der Antriebswelle und dem Mastsegment herzustellen. Die in die Verzahnung eingreifende Gegenverzahnung ermöglicht eine zuverlässige Übertragung großer Kräfte an dem das Knickgelenk bildenden Direktschwenkantrieb. Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, die vorsieht, dass das Knickgelenk zur zentralen Durchführung einer Betonförderleitung in der Knickachse ausgebildet ist und im Bereich des Gehäuses des Direktschwenkantriebs hierfür eine Durchführungsöffnung vorgesehen ist, wobei im Bereich der aus dem Gehäuse herausragenden Antriebswelle die Durchführungsöffnung zur Durchführung der Betonförderleitung gegenüber dem Bereich des Gehäuses erweitert ist. Bei dieser Ausgestaltung verläuft die Betonförderleitung im Knickgelenk durch die Antriebswelle, d.h. koaxial zu dieser. Mit der Erweiterung der Durchführungsöffnung im Bereich der Antriebswelle ist es möglich, bereits im Bereich des Mastsegmentes einen Rohrbogen der Betonförderleitung mit einer Schlauchschelle anzuordnen und zu befestigen, sodass die Betonförderleitung sehr dicht an dem benachbarten Mastsegment entlang geführt werden kann.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass zur Festlegung des benachbarten Mastsegmentes auf der Antriebswelle ein mit dem benachbarten Mastsegment verbundener Stirnflansch über einen Schraubenkranz mit der Antriebswelle verschraubt ist. Mit der Anordnung eines Stirnflansches ist eine einfache Möglichkeit gegeben, das Mastsegment auf der Antriebswelle sicher festzulegen.

Von besonderem Vorteil ist gemäß einer Ausgestaltung, dass der Stirnflansch eine konische Form aufweist, wobei die konische Form bei Verschraubung des Schraubenkranzes das Mastsegment auf der Antriebswelle verklemmt. Mit der konischen Form des Stirnflansches kann sichergestellt werden, dass das Mastsegment auf der Antriebswelle zentriert und sicher festgelegt wird.

Ferner ist Gegenstand der Erfindung ein Großmanipulator, insbesondere eine Autobetonpumpe, mit einem um eine Hochachse drehbaren Drehschemel mit darauf aufgebautem, zuvor und im Folgenden näher beschriebenen Knickmast. Mit einem solchen Knickmast am Großmanipulator kann dieser flexibel an Gegebenheiten auf den jeweiligen Baustellen angepasst werden. Durch den im Knickmast integrierten Direktschwenkantrieb lassen sich die Stellungen der Mastsegmente zueinander einfach und flexibel anpassen. Aufgrund der Gewichtsersparnis durch die Einbindung des Direktschwenkantriebes kann der Knickmast zudem für größere Reichweiten des Großmanipulators ausgelegt werden.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnungen. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den folgenden Zeichnungen rein schematisch dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben. Einander entsprechende Gegenstände sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:

Figur 1 erfindungsgemäßer Knickmast, Figur 2 Knickgelenk an Knickmast, Figur 3 Direktschwenkantrieb, Figur 4 Direktschwenkantrieb in Seitenansicht, Figur 5 Direktschwenkantrieb in Schnittansicht, Figur 6 Direktschwenkantrieb in Schnittansicht, Figur 7 Knickgelenk in Schnittansicht mit erweiterter Durchführungsöffnung,

Figur 8 Knickgelenk in Schnittansicht, Figur 9 Mastsegment in Detailansicht, Figur 10 Mastsegment in Seitenansicht, Figur 1 1 Mastsegment in Explosionsdarstellung, Figur 12 Ringstruktur, Figur 13 Formen der Verzahnung, Figur 14 Mastsegment in Explosionsdarstellung und Figur 15 Mastsegment in Seitenansicht.

In den Figuren mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist ein erfindungsgemäßer Knickmast dargestellt. Der in Figur 1 gezeigte Knickmast 1 ist zur besseren Erläuterung in einer Explosionszeichnung dargestellt. Die Mastsegmente 2, 2a des Knickmastes 1 sind kastenförmig aufgebaut, wobei der Kasten durch einen Obergurt 8, einen Untergurt 9 (Fig. 16) sowie zwei seitliche Stegbleche 10, 1 1 (Fig. 2) gebildet ist. Die beiden dargestellten Mastsegmente 2, 2a des Knickmastes 1 sind um eine Knickachse 4 gegeneinander verschwenkbar. Die Verschwenkung der beiden Mastsegmente 2, 2a gegeneinander wird durch einen als Direktschwenkantrieb 5 ausgebildeten Schwenkantrieb bewirkt. Der Direktschwenkantrieb 5 bildet zudem das Knickgelenk 3 zwischen den beiden gelenkig miteinander verbundenen Mastsegmenten 2, 2a. Hierzu ist der Direktschwenkantrieb 5 im zusammengebauten Zustand des Knickmastes 1 mit seinem Gehäuse 6 mit dem einen Mastsegment 2 verbunden und das andere Mastsegment 2a ist im zusammengebauten Zustand des Knickmastes 1 mit der Antriebswelle 7 des Direktschwenkantriebes 5 verbunden. Dabei ragt die Antriebswelle 7 aus dem Gehäuse 6 des Direktschwenkantriebes 5 in Richtung der Knickachse 4 des gebildeten Knickgelenkes 3 hervor. Im zusammengebauten Zustand ragt die Antriebswelle 7 des Direktschwenkantriebs 5 durch das Mastsegment 2a und sorgt so für eine gleichmäßige Krafteinleitung zwischen Antriebswelle 7 und Mastsegment 2a. Unter „Hindurchragen“ ist hier zu verstehen, dass die Antriebswelle 7 mindestens so weit in das Mastsegment 2a hineinragt, dass die Krafteinleitung von der Antriebswelle 7 über die beidseitig angeordneten Stegbleche 10, 1 1 in das Mastsegment 2a möglichst symmetrisch erfolgt, um eine einseitige Belastung des Mastsegmentes 2a zu vermeiden. An dem mit dem Gehäuse 6 des Direktschwenkantriebs 5 verbundenen Mastsegment 2 ist ein weiteres Knickgelenk 3a mit Knickachse 4a vorgesehen, an dem ein weiterer, nicht dargestellter Direktschwenkantrieb angeordnet werden kann.

Die Figur 2 zeigt eine Detailansicht zu dem Knickgelenk 3 des Knickmastes 1 gemäß Figur 1. In dieser Detailansicht besser zu erkennen ist, wie die Antriebswelle 7 aus dem Gehäuse 6 des Direktschwenkantriebs 5 in Richtung der Knickachse 4 des durch den Direktschwenkantrieb 5 gebildeten Knickgelenks 3 hervorsteht. Im zusammengebauten Zustand ragt die Antriebswelle 7 durch das rechts, ausschnittsweise dargestellte Mastsegment 2a hindurch. Im zusammengebauten Zustand ist außerdem das Gehäuse 6 des Direktschwenkantriebs 5 mit dem unten, ausschnittsweise dargestellten Mastsegment 2 verbunden. Hierzu sind am Gehäuse 6 des Direktschwenkantriebs 5 sowie an dem Mastsegment 2 jeweils korrespondierende Aufhängungspunkte 19, 20 (Fig. 3) gebildet. Wie in Figur 2 weiter zu erkennen ist, sind die kastenförmig aufgebauten Mastsegmente 2, 2a jeweils durch einen Obergurt 8, ein Untergurt 9 (Fig. 16) sowie zwei seitliche Stegbleche 10, 1 1 gebildet. Flierdurch bilden die Mastsegmente 2, 2a jeweils eine hohle Struktur 6 aus. Im zusammengebauten Zustand des Knickgelenks 3 ragt die Antriebswelle 7 durch die hohle Struktur 6 zwischen den Stegblechen 10, 1 1 des Mastsegmentes 2a hindurch. Weiter zu erkennen ist, dass das eine Mastsegment 2a eine Ringstruktur 13 zwischen den Stegblechen 10, 11 aufweist, in welche die Antriebswelle 7 im zusammengebauten Zustand des Knickgelenkes 3 ragt. Die Ringstruktur 13 ist an den beiden Stegblechen 10, 1 1 durch Verschweißen befestigt. Auch der Obergurt 8 und der Untergurt 9 (Fig. 16) des Mastsegmentes 2a sind jeweils mit der Ringstruktur 13 verschweißt. Die Ringstruktur 13 weist eine Verzahnung 14 auf, die trapezförmig ausgebildet ist. An der Antriebswelle 7 des Direktschwenkantriebs 5 ist eine korrespondierende Gegenverzahnung 15 vorgesehen. Diese Gegenverzahnung 15 greift im eingebauten Zustand in die Verzahnung 14 der Ringstruktur 13 ein und ermöglicht so eine symmetrische und gleichmäßige Kraftübertragung auf das Mastsegment 2.. Weiterhin ist zur zentralen Durchführung einer nicht gezeigten Betonförderleitung in der Knicksachse 4 des durch den Direktschwenkantrieb 5 gebildeten Knickgelenks 3 eine zentrale Durchführungsöffnung 16 vorgesehen.

Aus Figur 3 geht der Direktschwenkantrieb 5 gemäß den Figuren 1 und 2 in einer vergrößerten Darstellung hervor. Hier besonders gut zu erkennen ist, dass die Gegenverzahnung 15 in die Antriebswelle 7 des Direktschwenkantrieb 5 eingebracht ist. Ein auf diese Antriebswelle 7 aufgeschobenes Mastsegment 2a (Fig. 2) wird durch einen Stirnflansch 17 (Fig.7), der über einen Schraubenkranz 18 mit der Antriebswelle 7 verschraubt ist, in Richtung der Knickachse 4 (Fig. 2) des Knickgelenks 3 (Fig. 2) festgelegt. Am Gehäuse 6 des Direktschwenkantriebes 5 sind außerdem die Aufhängungspunkte 20 zu erkennen, mit denen das Gehäuse 6 des Direktschwenkantriebs 5 mit einem Mastsegment 2 (Fig. 2) verbunden werden kann.

Mit Figur 4 ist eine Seitenansicht des Direktschwenkantriebes 5 aus Figur 3 gegeben. In dieser Darstellung gut zu erkennen ist, dass die Antriebswelle 7 des Direktschwenkantriebes 5 aus dem Gehäuse 6 in Richtung der Knickachse 4 (Fig. 2) des durch den Direktschwenkantrieb 5 gebildeten Knickgelenks 3 (Fig. 3) heraus ragt. Auf der Antriebswelle 7 kann das Mastsegment 2a (Fig. 2) sehr einfach angeordnet werden. Um einen kraftschlüssigen Antrieb des Mastsegmentes 2a (Fig. 2) sicherzustellen, weist die Antriebswelle 7 eine Gegenverzahnung 15 auf, die in die Verzahnung 14 (Fig. 2) des auf der Antriebswelle 7 angeordneten Mastsegmentes 2a (Fig. 2) eingreifen kann. Ein solches Mastsegment 2a (Fig. 2) wird durch den Stirnflansch 17 (Fig.7), der über den Schraubenkranz 18 mit der Antriebswelle 7 verschraubt ist in Achsenrichtung 4 (Fig. 7) festgelegt.

Die Figuren 5 und 6 zeigen Schnittansichten des Direktschwenkantriebes 5 gemäß den Figuren 1 bis 4. In dieser Schnittdarstellung gut zu erkennen ist, dass die Durchführungsöffnung 16 für die zentrale Durchführung einer nicht gezeigten Betonförderleitung im Bereich der aus dem Gehäuse 6 herausragenden Antriebswelle 7 gegenüber dem Bereich im Gehäuse 6 erweitert ist. Hierdurch sind die Anordnung eines Rohrbogens und die Befestigung dieses Bogens mit einer Rohrschelle an der Betonförderleitung bereits im Bereich der erweiterten Antriebswelle 7 möglich. Hierdurch kann die am Rohrbogen weitergeführte Betonförderleitung sehr nah an den auf der Antriebswelle 7 angeordneten Mastsegment 2a (Fig. 2) positioniert werden.

In Figur 7 ist das durch den Direktschwenkantrieb 5 gebildete Knickgelenk 3 (Fig. 1 ) in Schnittansicht gezeigt. Der Direktschwenkantrieb 5 ist mit seinem Gehäuse 6 zur Bildung des Knickgelenks 3 (Fig. 1 ) mit dem Mastsegment 2 (Fig. 1 ) verbunden. Die Antriebswelle 7 des Direktschwenkantriebes 5 ist mit dem anderen Mastsegment 2a (Fig. 1 ) des Knickgelenks 3 (Fig. 1 ) verbunden. Wie in Figur 7 zu erkennen ist, ragt die Antriebswelle 7 hierzu aus dem Gehäuse 6 des Direktschwenkantriebs 5 so weit in Richtung der Knickachse 4 (Fig. 1 ) des gebildeten Knickgelenks 3 (Fig. 1 ) hervor, dass die Antriebswelle 7 durch das darauf angeordnete Mastsegment 2a hindurchragt.. Die im Mastsegment 2a gebildete hohle Struktur 12 wird unter anderem durch die gezeigten Stegbleche 10, 1 1 gebildet. Die Stegbleche 10, 1 1 sind mit einer Ringstruktur 13 verbunden, die zwischen den Stegblechen 10, 1 1 angeordnet ist. Als Verbindung zwischen den Stegblechen 10, 1 1 und der Ringstruktur 13 werden in der Figur angedeutete Schweißnähte verwendet. Die Ringstruktur 13 ist mit der Antriebswelle 7 verbunden, indem eine auf der Antriebswelle 7 gebildete Gegenverzahnung 15 in eine an der Ringstruktur 13 gebildete Verzahnung 14 (Fig. 10) eingreift. Dieser Eingriff wird erreicht, indem das Mastsegment 2a in Knickachsenrichtung 4 (Fig. 1 ) auf die Antriebswelle 7 aufgeschoben wird. Zur axialen Fixierung des Mastsegmentes 2a auf der Antriebswelle 7 ist ein Stirnflansch 17 vorgesehen, der über einen Schraubenkranz 18 an der Antriebswelle 7 verschraubt wird. Durch Verschraubung des Schraubenkranzes 18 an der Antriebswelle 7 wird das Mastsegment 2a auf der Antriebswelle 7, insbesondere auch durch den konischen Querschnitt des Stirnflansches 17 zusätzlich auf der Antriebswelle 7 festgeklemmt und zentriert. Die Drehbewegungen des Direktschwenkantriebes 5 werden von der Antriebswelle 7 über die Verzahnung 14 (Fig. 10) und die Gegenverzahnung 15 (Fig. 3) auf das Mastsegment 2a übertragen. Mit der ineinandergreifenden Verzahnung 14 (Fig. 10) und Gegenverzahnung 15 (Fig. 3) sind große Kräfte sicher übertragbar. Dadurch, dass sich die Verzahnung 14 (Fig. 10) und Gegenverzahnung 15 (Fig. 3) über die gesamte Breite des dargestellten Mastsegmentes 2a erstrecken, werden die Kräfte sehr gleichmäßig übertragen. Durch die beidseitige Verbindung der Ringstruktur 13 mit den Stegblechen 10, 1 1 wird das Mastsegment 2a im Bereich der Kraftübertragung verstärkt und die Kräfte symmetrisch in die Stegbleche 10, 11 eingeleitet, sodass Torsionskräfte reduziert werden.

Die Figur 8 zeigt das Knickgelenk 3 (Fig. 1 ) in Schnittansicht, wie es auch in Figur 7 gezeigt ist. Im Unterschied zu Figur 7 ist die Durchführungsöffnung 16 in Figur 8 nicht im Bereich der aus dem Gehäuse 6 des Direktschwenkantriebes 5 herausragenden Antriebswelle 7 erweitert. Die in der Antriebswelle 7 gebildete Durchführungsöffnung 16 hat daher über die gesamte Länge der Antriebswelle 7 ungefähr den gleichen Durchmesser. Mit dieser Lösung können kleinere, kompaktere und einfacher herzustellende Bauformen realisiert werden. Die Figur 9 zeigt den Endabschnitt des Mastsegmentes 2a in Detailansicht. Gut zu erkennen ist hier, dass die zwischen den Stegblechen 10, 11 angeordnete Ringstruktur 13 eine trapezförmige Verzahnung 14 an der Innenfläche des Ringes aufweist. Die Ringstruktur 13 ist mit den Stegblechen 10, 1 1 und mit dem dargestellten Obergurt 8 sowie dem Untergurt 9 (Fig. 15) verschweißt.

In Figur 10 ist eine Seitenansicht auf das Mastsegment 2a gemäß Figur 9 gezeigt. Hierdurch ist die trapezförmige Verzahnung 14 an der Innenfläche der Ringstruktur 13 gut zu erkennen.

In Figur 1 1 ist eine Explosionsdarstellung des Mastsegmentes 2a gemäß den Figuren 9 und 10 gezeigt. Die Ringstruktur 13 stellt ein separates Bauteil dar, welches zwischen den Stegblechen 10, 1 1 angeordnet und vorzugsweise verschweißt wird. Die Figur 12 zeigt die aufgeschnittene Ringstruktur 13 mit Verzahnung 14. Die trapezförmigen Zähne an der Innenfläche der Ringstruktur 13 erstrecken sich im eingebauten Zustand in Richtung der Knickachse 4 (Fig. 1 ).

Die Figur 13 zeigt verschiedene mögliche Formen der Verzahnung 14. Neben der trapezförmigen Verzahnung 14 sind auch weitere Formen möglich. In Figur 14 sind verschiedene Formen für die Verzahnung 14 aus Richtung der

Knickachse 4 (Fig. 1 ) gezeigt. Oben links sind rechteckige Zähne für die Verzahnung 14 dargestellt. Oben rechts sind wellenförmige Zähne der Verzahnung 14 dargestellt. Unten links ist eine Verzahnung 14 aus einem Vieleck gebildet. Unten rechts ist eine sternförmige Verzahnung 14 gezeigt. Aus Figur 14 geht eine Variante des Mastsegmentes 2a in

Explosionsdarstellung hervor. Dieses Mastsegment 2a unterscheidet sich von den bereits dargestellten Mastsegmenten 2a dadurch, dass die Antriebswelle 7 des das Knickgelenk 3 (Fig. 1 ) bildenden Direktschwenkantriebs 5 (Fig. 1 ) hier direkt mit den beiden Stegblechen 10, 1 1 verbunden wird. Hierzu weisen die Stegbleche 10, 1 1 eine Verzahnung 14 auf, die mit der Gegenverzahnung 15

(Fig. 3) der Antriebswelle 7 (Fig. 3) korrespondiert. Zwischen den verzahnten

Stegblechen 10, 1 1 ist eine Ringstruktur 13 zur Stabilisierung des

Mastsegmentes 2a im Bereich der Krafteinleitung angeordnet. Diese Ringstruktur 13 selbst weist keine Verzahnung 14 auf und kann daher einfach hergestellt werden. Die Figur 15 zeigt eine Seitenansicht auf das Mastsegment 2a gemäß Figur 15. In dieser Seitenansicht gestrichelt angedeutet ist die mit den Stegblechen 10, 11 (Fig. 15) verbundene Ringstruktur 13. Die Ringstruktur 13 ist außerdem mit dem Obergurt 8 und dem Untergurt 9 verbunden, insbesondere verschweißt. Die trapezförmige Verzahnung 14 der Stegbleche 10, 11 (Fig. 14) ist in dieser Darstellung ebenfalls zu sehen.

- Bezugszeichenliste -

Bezuaszeichenliste

1 Knickmast

2 2a Mastsegment

3 3a Knickgelenk

4 4a Knickachse

5 Direktschwenkantrieb

6 Gehäuse

7 Antriebswelle

8 Obergurt

9 Untergurt

10 Stegblech A

1 1 Stegblech B

12 Hohle Struktur

13 Ringstruktur

14 Verzahnung 15 Gegenverzahnung

16 Durchführungsöffnung

17 Stirnflansch

18 Schraubenkranz

19 Aufhängungspunkte (Mastsegment)

20 Aufhängungspunkte (Direktschwenkantriebsgehäuse)

Patentansprüche -

Claims

Patentansprüche

1. Knickmast (1 ) mit einer Mehrzahl von Mastsegmenten (2, 2a), wobei die Mastsegmente (2, 2a) an Knickgelenken (3, 3a) mittels eines Schwenkantriebes jeweils um Knickachsen (4, 4a) gegenüber einem benachbarten Mastsegment (2, 2a) oder einem Drehschemel verschwenkbar sind, wobei an mindestens einer Knickachse (4, 4a) zur Verschwenkung eines Mastsegmentes (2) gegenüber einem benachbarten Mastsegment (2a) ein das Knickgelenk (3, 3a) bildender Direktschwenkantrieb (5) angeordnet ist, wobei der Direktschwenkantrieb (5) ein mit einem Mastsegment (2) verbundenes Gehäuse (6) und eine mit dem benachbarten Mastsegment (2a) verbundene Antriebswelle (7) aufweist,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Antriebswelle (7) aus dem Gehäuse (6) des Direktschwenkantriebs (5) so weit in Richtung der Knickachse (4, 4a) des gebildeten Knickgelenks (3, 3a) hervorsteht, dass die Antriebswelle (7) durch das benachbarte Mastsegment (2a) hindurchragt.

2. Knickmast (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das benachbarte Mastsegment (2a) kastenförmig aufgebaut ist und einen Obergurt (8), einen Untergurt (9) und zwei seitliche Stegbleche (10, 1 1 ) umfasst, wobei der Obergurt (8) und der Untergurt (9) zusammen mit den Stegblechen (10, 1 1 ) eine hohle Struktur (12) ausbilden, wobei die Antriebswelle (7) durch die hohle Struktur (12) zwischen den Stegblechen (10, 1 1 ) ragt.

3. Knickmast (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (7) direkt mit beiden Stegblechen (10, 1 1 ) verbunden ist.

4. Knickmast (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen der Antriebswelle (7) und den Stegblechen (10, 1 1 ) mindestens eine Verzahnung der Stegbleche (10, 11 ) umfasst.

5. Knickmast (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das benachbarte Mastsegment (2a) eine Ringstruktur (13) zwischen den

Stegblechen (10, 1 1 ) aufweist, in welche die Antriebswelle (7) ragt und mit welcher die Antriebswelle (7) verbunden ist.

6. Knickmast (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringstruktur (13) an beiden Stegblechen (10, 1 1 ) befestigt, insbesondere eingeschweißt, ist.

7. Knickmast (1 ) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringstruktur (13) an dem Obergurt (8) und / oder an dem Untergurt (9), befestigt, insbesondere verschweißt, ist.

8. Knickmast (1 ) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringstruktur (13) eine Verzahnung (14) aufweist.

9. Knickmast (1 ) nach Anspruch 4 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (14) rechteckig, wellenförmig, sternförmig, vieleckig oder trapezförmig ist.

10. Knickmast (1 ) nach einem der Ansprüche 4, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (7) eine mit der Verzahnung (14) korrespondierende Gegenverzahnung (15) aufweist.

11. Knickmast (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Knickgelenk (3, 3a) zur zentralen Durchführung einer Betonförderleitung in der Knickachse (4, 4a) ausgebildet ist und im Bereich des Gehäuses (6) des Direktschwenkantriebs (5) hierfür eine Durchführungsöffnung (16) vorgesehen ist, wobei im Bereich der aus dem Gehäuse (6) herausragenden Antriebswelle (7) die Durchführungsöffnung (16) zur Durchführung der Betonförderleitung gegenüber dem Bereich des Gehäuses (6) erweitert ist.

12. Knickmast (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Festlegung des benachbarten Mastsegmentes (2a) auf der Antriebswelle (7) ein Stirnflansch (17) über einen Schraubenkranz (18) mit der Antriebswelle (7) verschraubt ist.

13. Knickmast (1 ) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Stirnflansch (17) eine konische Form aufweist, wobei die konische Form bei Verschraubung des Schraubenkranzes (18) das Mastsegment (2a) auf der Antriebswelle (7) verklemmt.

14. Großmanipulator, insbesondere Autobetonpumpe, mit einem um eine Hochachse drehbaren Drehschemel mit darauf aufgebautem Knickmast (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 13.

- Zusammenfassung -