DE102014203054A1

DE102014203054A1 - Betonverteilermast, insbesondere einer fahrbaren Betonpumpe

Info

Publication number: DE102014203054A1
Application number: DE102014203054.4A
Authority: DE
Inventors: Knut Kasten
Original assignee: Putzmeister Engineering GmbH
Current assignee: Putzmeister Engineering GmbH
Priority date: 2014-02-20
Filing date: 2014-02-20
Publication date: 2015-09-03

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Betonverteilermast, insbesondere einer fahrbaren Betonpumpe, mit mehreren paarweise an jeweils einem Knickgelenk (16) mittels eines Schwenkantriebs (18) gegeneinander verschwenkbaren Mastarmen (14) und einer entlang den Mastarmen (14) geführten Betonleitung (12). Hierbei wird vorgeschlagen, dass mindestens ein Schwenkantrieb (18) durch einen hydraulischen Steilgewindeantrieb (20) gebildet ist, und dass der Steilgewindeantrieb (20) zugleich das Knickgelenk (16) bildet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Betonverteilermast, insbesondere einer fahrbaren Betonpumpe, mit mehreren paarweise an jeweils einem Knickgelenk mittels eines Schwenkantriebs gegeneinander verschwenkbaren Mastarmen und einer entlang den Mastarmen geführten Betonleitung.
Derartige Betonverteilermasten werden auf selbstfahrenden Arbeitsmaschinen oder als Stationärmast auf Baustellen eingesetzt, um Beton vom Pumpsystem gezielt zu variablen Einbringungsorten zu fördern, wobei die Mastarme über hydraulische Schwenkantriebe in der Regel ferngesteuert bewegt werden. Die Hydraulikzylinder der Schwenkantriebe sind dabei bodenseitig an einem Mastabschnitt angelenkt und greifen stangenseitig über Hebelkinematiken im Abstand zu dem Knickgelenk an den abgekröpften jeweiligen Mastenden an, wodurch dann ein Drehmoment aufgebracht werden kann. Die Krafteinleitungspunkte an den Mastarmen bedingen jedoch konstruktive Anpassungen, die den Einsatz einfacher Profilformen insbesondere in Faserkunststoffverbundbauweise erschweren.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen weiter zu verbessern und eine einfache Bauform und werkstoffgerechte Armkonstruktion sowie eine optimierte Führung der Betonleitung zu ermöglichen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, die Gelenkkonstruktion mit einem direkten Drehantrieb zu verknüpfen. Dementsprechend wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass mindestens ein Schwenkantrieb durch einen hydraulischen Steilgewindeantrieb gebildet ist, und dass der Steilgewindeantrieb zugleich das Knickgelenk bildet. Damit ist es möglich, ein Drehmoment nur in das Knickgelenk zentral einzuleiten, wobei der Bereich der Mastarme außerhalb des Knickgelenks frei von Angriffsstellen des Schwenkantriebs bleibt. Der Schwenkantrieb besitzt somit keine Abstützung bzw. keinen Kraftangriff im tragenden Armbereich. Zudem können die Mastarme ohne Kröpfungen seitlich nebeneinander positioniert werden, und die eingestellte Schwenklage kann über den selbsthaltenden Steilgewindeantrieb ohne Bremse gehalten werden.
Vorteilhafterweise besitzt der Steilgewindeantrieb ein am Ende eines Mastarms fest eingebautes Gehäuse und eine mit dem angelenkten anderen Mastarm drehfest verbundene Welle, wobei zwischen Gehäuse und Welle ein hohlzylindrisch ausgebildeter, mit einem Außensteilgewinde und einem gegenläufigen Innensteilgewinde versehener Kolben angeordnet ist, dessen Drehachse in der Achse des Knickgelenks liegt. Auf diese Weise kann die gelenkige Verbindung der Mastarme und deren Antrieb kompakt integriert werden.
Eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Welle als Hohlwelle ausgebildet ist, und dass die Betonleitung zentral durch die Hohlwelle hindurchgeführt ist, so dass Störkonturen weitgehend vermieden werden.
Im Sinne einer besonders einfachen und werkstoffgerechten Ausführung ist es von Vorteil, wenn die Mastarme frei von Kröpfungen langgestreckt-gerade ausgebildet sind und an ihren gelenkig verbundenen Enden im eingefalteten Zustand seitlich nebeneinander liegen, und wenn mindestens ein Mastarm zumindest abschnittsweise durch Faserverbundwerkstoffe gebildet ist.
Eine weitere Verbesserung der Antriebsintegration sieht vor, dass das Gehäuse im hohlen Innenraum eines in Kastenbauweise gebildeten Mastarms angeordnet ist.
Um eine seitlich nebeneinander liegende Armanordnung der Mastarmenden zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn das Gehäuse einen Stirnflansch zur Verbindung mit dem einen Mastarm aufweist, und wenn die Welle an einem freien Stirnende zur Schraubverbindung mit dem zugehörigen anderen Mastarm ausgebildet ist.
Vorteilhafterweise sollte der maximale Schwenkwinkel des Schwenkantriebs im Bereich zwischen 170° und 270° liegen.
Eine weitere konstruktiv vorteilhafte Anordnung sieht vor, dass der Steilgewindeantrieb axial ausgerichtete Hydraulikanschlüsse aufweist.
Für die Mastarmbewegungen ist es vorteilhaft, wenn die Drehlager des Knickgelenks durch in den Steilgewindeantrieb integrierte Axial- und/oder Radiallager gebildet sind.
Eine weitere vorteilhafte Konstruktion zur Bauraumnutzung besteht darin, dass in einem der gelenkig verbundenen, hohlen Mastarme der Steilgewindeantrieb und in dem anderen Mastarm eine Rohrkupplung der Betonleitung angeordnet ist.
Ein besonderer Erfindungsaspekt liegt darin, dass die Mastarme nur im Bereich des Knickgelenks mit dem Schwenkantrieb gekoppelt sind.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Seitenansicht eines Betonverteilermasts mit Schwenkantrieben in den Knickgelenken und gestrichelt angedeuteter Betonleitung,
2 eine vergrößerte perspektivische Darstellung des Betonverteilermasts im Bereich eines Knickgelenks;
3 einen Schnitt des Betonverteilermasts in der Achse eines Knickgelenks;
4 eine vergrößerte Darstellung des als Steilgewindeantrieb ausgebildeten Schwenkantriebs gemäß 3.
Der in 1 gezeigte Betonverteilermast 10 weist zur Führung einer Betonförderleitung 12 beispielsweise in Verbindung mit einer Autobetonpumpe als Knickgelenkausleger mehrere Mastarme 14 auf, die paarweise an jeweils einem Knickgelenk 16 über jeweils einen Schwenkantrieb 18 gegeneinander verschwenkbar sind. Zu diesem Zweck ist der Schwenkantrieb 18 als hydraulischer Steilgewindeantrieb 20 in den Enden der Mastarme 14 integriert, wobei über den Steilgewindeantrieb 20 ein Drehmoment zentral in der Gelenkachse eingeleitet wird und zugleich die gelenkige Verbindung zwischen den Mastarmen 14 hergestellt wird.
Wie aus 2 erkennbar, sind die langgestreckt-gerade ausgebildeten Mastarme 14 in Kastenbauweise aus Gurten 22 und Stegen 24 zusammengesetzt. Im eingefalteten Zustand sind die Mastarme 14 paarweise seitlich nebeneinander angeordnet. Somit lassen sich auch Armkonstruktionen ohne Kröpfung einsetzen, was insbesondere bei Faser-Kunststoff-Verbundarmen zweckmäßig ist. Zudem erfordert der Steilgewindeantrieb 20 keine zusätzlichen Angriffs- bzw. Ankoppelstellen außerhalb des Gelenkbereichs, so dass die Gurte und Stege nicht zusätzlich beansprucht werden.
Die Betonförderleitung 12 besteht aus Rohrsegmenten 26, die über Rohrschellen 28 verbunden sind. Im Gelenkbereich ist die Betonleitung 12 in der Achse des Knickgelenks zentral durch den Steilgewindeantrieb 20 hindurchgeführt.
3 zeigt die Anordnung des Steilgewindeantriebs 20 und der Betonleitung 12 in einem Schnitt entlang der Gelenk- bzw. Drehachse 30. Der Steilgewindeantrieb 20 ist in dem hohlen Endabschnitt des einen Mastarms 14 eingebaut, während in dem benachbarten Mastarm 14 eine Rohrkupplung 28 der Betonleitung 12 angeordnet ist. Auf diese Weise lässt sich die Betonleitung 12 außerhalb des Gelenkbereichs eng an den Mastarmen 14 entlangführen, so dass das Torsionsmoment um die Längsachse des Armes und somit dessen Belastung gering gehalten werden kann.
Der Gesamtdrehwinkel bzw. maximale Schwenkwinkel des Schwenkantriebs 18 sollte mindestens 180° betragen. Mit zunehmendem Gesamtdrehwinkel nimmt auch die Länge des Steilgewindeantriebs 20 zu. Ggf. müssen daher beide Mastarme 14 als Bauraum genutzt werden.
Der Steilgewindeantrieb 20 umfasst ein Gehäuse 32, einen Kolben 34 und eine Hohlwelle 36. Das Gehäuse 32 weist einen Stirnflansch 38 auf, der über einen axialen Schraubkranz 40 fest mit dem zugehörigen Mastarm 14 verbunden ist. Der andere Mastarm 14 ist an seinem Steg 24 ebenfalls über einen Schraubkranz 42 mit einem Bund 44 der Hohlwelle 36 verschraubt. Dabei sind Drehlager 46 zwischen Gehäuse 32 und Hohlwelle 36 jeweils nahe deren Stirnenden eingesetzt.
Wie am besten aus 4 zu ersehen, steht der hohlzylindrische Kolben 34 über gegenläufige Steilgewinde 48, 50 in Gewindeeingriff mit dem Gehäuse 32 und der Hohlwelle 36. Zu beiden Seiten des Kolbens 34 sind innerhalb des Gehäuses 32 Zylinderräume 52, 54 begrenzt, die über axial ausgerichtete Hydraulikanschlüsse 56 wahlweise mit Drucköl beaufschlagbar sind. Durch entsprechende Druckbeaufschlagung wird der Kolben 34 translatorisch in Richtung der Drehachse 30 bewegt und zugleich über das Steilgewinde 48 zwischen Gehäuseinnenwand und Kolbenaußenmantel in eine Rotation versetzt, die über das gegenläufige Steilgewinde 50 zwischen Kolbeninnenmantel und Hohlwelle 36 verstärkt auf die Welle übertragen wird. Auf diese Weise kann eine entsprechende Schwenkbewegung der Mastarme 14 gesteuert werden, wobei das Steilgewindegetriebe selbsthemmend ist und daher keine Bremse zur Einhaltung einer gewünschten Maststellung benötigt.

Claims

Betonverteilermast, insbesondere einer fahrbaren Betonpumpe, mit mehreren paarweise an jeweils einem Knickgelenk (16) mittels eines Schwenkantriebs (18) gegeneinander verschwenkbaren Mastarmen (14) und einer entlang den Mastarmen (14) geführten Betonleitung (12), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Schwenkantrieb (18) durch einen hydraulischen Steilgewindeantrieb (20) gebildet ist, und dass der Steilgewindeantrieb (20) zugleich das Knickgelenk (16) bildet.
Betonverteilermast nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steilgewindeantrieb (20) ein am Ende eines Mastarms (14) fest eingebautes Gehäuse (32) und eine mit dem angelenkten anderen Mastarm (14) drehfest verbundene Welle (36) aufweist, wobei zwischen Gehäuse (32) und Welle (36) ein hohlzylindrisch ausgebildeter, mit einem Außensteilgewinde und einem gegenläufigen Innensteilgewinde versehener Kolben (34) angeordnet ist, dessen Drehachse in der Achse (30) des Knickgelenks (16) liegt.
Betonverteilermast nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (36) als Hohlwelle ausgebildet ist, und dass die Betonleitung (12) zentral durch die Hohlwelle hindurchgeführt ist.
Betonverteilermast nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mastarme (14) frei von Kröpfungen langgestreckt-gerade ausgebildet sind und an ihren gelenkig verbundenen Enden im eingefalteten Zustand seitlich nebeneinander liegen.
Betonverteilermast nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Mastarm (14) zumindest abschnittsweise durch Faserverbundwerkstoffe gebildet ist.
Betonverteilermast nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (32) im hohlen Innenraum eines in Kastenbauweise gebildeten Mastarms (14) angeordnet ist.
Betonverteilermast nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (32) einen Stirnflansch (38) zur Verbindung mit dem Mastarm (14) aufweist.
Betonverteilermast nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (36) an einem freien Stirnende zur Schraubverbindung mit dem zugehörigen Mastarm (14) ausgebildet ist.
Betonverteilermast nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Schwenkwinkel des Schwenkantriebs (18) im Bereich zwischen 170° und 270° liegt.
Betonverteilermast nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Steilgewindeantrieb (20) axial ausgerichtete Hydraulikanschlüsse (56) aufweist.
Betonverteilermast nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehlager des Knickgelenks (16) durch in den Steilgewindeantrieb (20) integrierte Axial- und/oder Radiallager (46) gebildet sind.
Betonverteilermast nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in einem der beiden gelenkig verbundenen, hohlen Mastarme (14) der Steilgewindeantrieb (20) und in dem anderen Mastarm (14) eine Rohrkupplung (28) der Betonleitung (12) angeordnet ist.
Betonverteilermast nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mastarme (14) nur im Bereich des Knickgelenks (16) mit dem Schwenkantrieb (18) gekoppelt sind.