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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern von Dickstoffen, insbesondere von Beton, mit einer einen Knickmast bildenden Kette aus gelenkig aneinander befestigten Mastgliedern, wobei die Kette wenigstens zwei Mastglieder umfasst, die über einen Gelenkbolzen schwenkbeweglich miteinander verbunden sind.
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Bei solchen Vorrichtungen handelt es sich um Förderanlagen, die zur Förderung von Dickstoffen, wie z. B. Beton, Mörtel und dergleichen eingesetzt werden. Der zu fördernde Dickstoff wird durch eine Förderleitung bzw. ein Rohrleitungssystem zu der gewünschten Ausbringstelle gefördert. Der benötigte Förderdruck bzw. Fördervolumenstrom wird durch eine Dickstoffpumpe erzeugt. Ein gängiges Bauprinzip solcher Förderanlagen sieht vor, dass die Förderleitung bzw. das Rohrleitungssystem mit einem Knickmast kombiniert sind. Dieser Knickmast kann auf dem Fahrgestell eines Lastfahrzeugs montiert sein. Ebenso existieren entsprechend aufgebaute stationäre Förderanlagen.
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Die Anmelderin stellt her und vertreibt z. B. unter der Bezeichnung „Schwing S 58 SX” Autobetonpumpen der zuvor beschriebenen Art. Der Knickmast bei der bekannten Autobetonpumpe umfasst einen um eine vertikale Achse drehbar am Fahrgestell des Lastfahrzeugs beweglichen Mastbock, an dem eine kinematische Kette aus gelenkig aneinander befestigten Mastgliedern befestigt ist. Die einzelnen Mastglieder sind durch horizontale Gelenkbolzen schwenkbeweglich miteinander verbunden, so dass insgesamt ein faltbarer Knickmast entsteht. Die einzelnen Mastglieder sind mit Hilfe von Hydraulikzylindern gegeneinander verschwenkbar, so dass der Knickmast hydraulisch auseinander- und zusammengefaltet werden kann. Entlang der einzelnen Mastglieder verläuft die Förderleitung zur Dickstoffförderung, und zwar vom Mastbock bis zum distalen Ende des letzten Mastgliedes. Die Dickstoffpumpe ist am proximalen Ende der Förderleitung angeschlossen und fördert den in einen Einfülltrichter am Fahrgestell eingespeisten Beton durch die Förderleitung bis zum distalen Ende des letzten Mastgliedes. Dort geht die Förderleitung in einen Austragsschlauch über, aus dem der Beton an der gewünschten Stelle austritt.
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Bei der bekannten Autobetonpumpe sind die einzelnen Gelenkbolzen gegen Verdrehen und gegen axiales Herausgleiten aus der Gelenkverbindung gesichert. Hierzu ist an jeden Gelenkbolzen endseitig eine Platte oder ein Blech aus Stahl angeschweißt. Die Platte bzw. das Blech wird mit einem der über das Gelenk miteinander verbundenen Mastglieder verschraubt. Die auf diese Weise realisierte Verdrehsicherung ist erforderlich, um ein Fressen des Gelenkbolzens in der Bohrung des entsprechenden Mastglieds zu vermeiden. Die axiale Sicherung ist unerlässlich, um die Haltbarkeit der Gelenkverbindung zu gewährleisten. Die Verschraubung der Platte bzw. des Blechs mit dem Mastglied kann gelöst werden, um den Gelenkbolzen zu wechseln. Die Gelenkbolzen am Knickmast von Betonpumpen sind Verschleißteile, die erheblichen Belastungen ausgesetzt sind und daher regelmäßig ausgetauscht werden müssen.
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Die axiale Sicherung und die Verdrehsicherung der Gelenkbolzen bei Betonpumpen der zuvor beschriebenen konventionellen Bauart ist vergleichsweise aufwendig und führt entsprechend zu hohen Herstellungskosten. Außerdem erhöht die zur Sicherung benötigte Platte bzw. das Blech das Gewicht des Knickmastes, was zu einer Einschränkung der maximalen Arbeitsauslage des Knickmastes führt.
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Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Mastgelenk für den Knickmast einer Dickstoffpumpe bereitzustellen, das einfach aufgebaut und damit kostensparend herstellbar ist. Außerdem soll das Gewicht der Gelenkkonstruktion minimal sein.
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Diese Aufgabe löst die Erfindung ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art dadurch, dass der Gelenkbolzen ohne sonstige Sicherung gegen Verdrehen in einer an dem einen Mastglied angeordneten Bohrung und in einer an dem anderen Mastglied angeordneten Lagerbuchse eines Gleitlagers gelagert ist.
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Gemäß der Erfindung wird auf die oben beschriebene Platte bzw. das Blech zur axialen Sicherung und zur Verdrehsicherung ganz verzichtet. Der Gelenkbolzen ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung allein aufgrund der tribologischen Verhältnisse innerhalb des Mastgelenks gegen Verdrehen gesichert.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Gleitreibungskoeffizient des Materials des Gelenkbolzens zu dem Material desjenigen Mastgliedes, in dessen Bohrung der Gelenkbolzen gelagert ist, größer als der Gleitreibungskoeffizient des Materials des Gelenkbolzen zu dem Material der Lagerbuchse. Aufgrund des höheren Gleitreibungskoeffizienten dreht sich der Gelenkbolzen beim Ein- und Ausfalten des Knickmastes relativ zu demjenigen Mastglied, in dessen Bohrung der Gelenkbolzen direkt gelagert ist, nicht. Auf diese Weise wird ein Fressen des Gelenkbolzens vermieden. Der Gelenkbolzen dreht sich ausschließlich relativ zu demjenigen Mastglied, an dem das Gleitlager angeordnet ist, da dort der Gleitreibungskoeffizient der Materialpaarung Gelenkbolzen/Lagerbuchse geringer ist.
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In der Praxis werden der Gelenkbolzen und die Mastglieder in der Regel aus Stahl hergestellt. Die Lagerbuchse des Gleitlagers kann aus den für derartige Lager üblicherweise verwendeten Materialien bestehen, wie z. B. Messing, Bronze, mit Blei legiertem Metall, einer Aluminiumlegierung, Kunststoff oder Keramik. Der Gleitreibungskoeffizient von Stahl (Gelenkbolzen) auf Stahl (Mastglied) ist deutlich größer als der Gleitreibungskoeffizient von Stahl (Gelenkbolzen) auf z. B. Messing (Lagerbuchse).
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Zweckmäßigerweise ist der Gelenkbolzen in der Bohrung des einen Mastgliedes über eine leichte Spielpassung ohne sonstige Lagermittel gelagert. Eine leichte Spielpassung in diesem Sinne liegt vor, wenn das Kleinstmaß der Bohrung um 1/100 bis 5/100 mm größer ist als das Größtmaß des Gelenkbolzens. Auf sonstige Lagermittel wird gezielt verzichtet, um, nach dem oben beschriebenen Prinzip, eine Verdrehsicherung zu erzeugen.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist auf einem oder beiden Enden des Gelenkbolzens ein Sicherungsring angeordnet, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Bohrung. Dieser Sicherungsring bzw. die endseitigen Sicherungsringe dienen zur Sicherung des Gelenkbolzens gegen axiales Herausgleiten aus dem Gelenk. Die Sicherungsringe sind lösbar auf einem oder beiden Enden des Gelenkbolzens angeordnet. Zum Austausch des Gelenkbolzens wird der Sicherungsring entfernt. Danach kann der Gelenkbolzen axial aus dem Gelenk herausgezogen und gegen einen neuen Gelenkbolzen getauscht werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1: Gelenkverbindung bei einem Knickmast einer Dickstoffpumpe gemäß dem Stand der Technik;
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2: erfindungsgemäße Gelenkverbindung.
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Die 1 zeigt ein Mastglied 1 sowie ein benachbartes Mastglied 2 als Bestandteile einer Kette aus mehreren Mastgliedern, die in ihrer Gesamtheit den Knickmast einer Dickstoffpumpe bildet. Bei den Mastgliedern 1 und 2 handelt es sich um Balken aus Stahl. Die Mastglieder 1 und 2 sind über einen Gelenkbolzen 3 miteinander verbunden. Über den Gelenkbolzen 3 sind die beiden Mastglieder 1 und 2 wie die Glieder einer Kette aneinander schwenkbeweglich verbunden, so dass der Knickmast durch Schwenken um die durch den Gelenkbolzen 3 verlaufende Gelenkachse auseinander- und zusammengefaltet werden kann. Das Schwenken erfolgt durch (nicht dargestellte) Hydraulikzylinder. Längs der Mastglieder 1 und 2 erstreckt sich eine (nicht dargestellte) Förderleitung zum Fördern des Betons entlang des Knickmastes in Richtung seines distalen Endes.
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Wie in 1 zu erkennen ist, ist der Gelenkbolzen 3 in entsprechenden Bohrungen am Mastglied 1 und am Mastglied 2 gelagert. An den Gelenkbolzen 3 ist einendseitig eine Platte 4 angeschweißt, die eine Verdrehsicherung sowie eine Sicherung gegen axiales Herausgleiten des Gelenkbolzens 3 gewährleistet. Die Platte 4 ist über eine Schraube 5 mit dem Mastglied 1 verbunden. Da es sich bei dem Gelenkbolzen 3 um ein Verschleißteil, das regelmäßig ausgetauscht werden muss, handelt, kann die Schraube 5 gelöst werden, um dann den Gelenkbolzen 3 samt Platte 4 in axialer Richtung (in 1 nach links) zu entnehmen.
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Die 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Mastgelenk. In den 1 und 2 sind die einander entsprechenden Elemente mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. Bei dem in der 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Gelenkbolzen 3 in einer an dem Mastglied 1 angeordneten Bohrung 6 und in einer an dem Mastglied 2 angeordneten Lagerbuchse 7 eines Gleitlagers gelagert. Der Gelenkbolzen 3 und das Mastglied 1 bestehen aus demselben Material, nämlich aus Stahl. Eine Verdrehsicherung des Gelenkbolzens 3 relativ zu dem Mastglied 1 wird dadurch erzeugt, dass der Gleitreibungskoeffizient des Materials des Gelenkbolzens 3 (Stahl) zu dem Material des Mastgliedes 1 (ebenfalls Stahl) größer ist als der Gleitreibungskoeffizient des Materials des Gelenkbolzens 3 zu dem Material der Lagerbuchse 7 (z. B. Messing). Der Gelenkbolzen 3 ist in der Bohrung 6 des Mastgliedes 1 über eine leichte Spielpassung direkt, d. h. ohne sonstige Lagermittel gelagert. Auf beiden Enden des Gelenkbolzens 3 sind Sicherungsringe 8 lösbar angeordnet, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Bohrung 6. Auf diese Weise ist der Gelenkbolzen 3 gegen axiales Herausgleiten gesichert. Die lösbare Anbringung der Sicherungsringe 8 auf dem Gelenkbolzen 3 gewährleistet, dass der Gelenkbolzen 3 als Verschleißteil getauscht werden kann.
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Die erfindungsgemäße Lösung gewährleistet eine zuverlässige axiale Sicherung und Verdrehsicherung des Gelenkbolzens 3, wobei die herkömmliche Platte 4 (siehe 1) weggelassen werden kann. Dadurch werden Kosten und Gewicht eingespart.
