-
Die Erfindung betrifft einen Betonverteilermast für eine stationäre oder mobile Betonpumpe, eine Betonpumpe mit einem entsprechenden Betonverteilermast und ein Verfahren zur horizontalen Schwenkung einer Mastspitze eines Betonverteilermasts.
-
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass die äußeren Mastarme eines (Beton-)Verteilermasts einer Betonpumpe normalerweise nur in vertikaler Richtung geschwenkt werden können. Bei Anwendungen bspw. auf engem Raum ist es jedoch häufig erforderlich auch um Säulen oder Hindernisse herum zu betonieren, was eine horizontale Schwenkung der Mastarmspitze erforderlich macht. In vielen Anwendungsfällen bringt ein weiterer Bewegungsfreiheitsgrad im Bereich des den Endschlauch tragenden letzten Mastarms erhebliche Vorteile mit sich.
-
Eine Möglichkeit, die Flexibilität an der Mastspitze zu erhöhen, bieten angesetzte Endschläuche. Beim großflächigen Betonieren, bei welchem der Endschlauch durch Verschwenken des Endschlauchs quer zu einer Streck- und Verkürzungsrichtung des Verteilermasts über die zu betonierende Fläche von Hand hin- und hergebogen wird, können jedoch nur relative kleine Schwenkwinkel erzielt werden. In Fällen in denen der gesamte Betonverteilermast um seine Vertikalachse am Drehwerk verschwenkt wird, muss die gesamte Masse des Verteilermasts hin- und herbewegt werden.
-
Aus der
EP 0 838 562 B1 ist es bekannt, zur Erleichterung der Handhabung des Verteilermasts beim Betonieren großer Flächen, den letzten Mastarm in zwei um eine senkrechte Schwenkachse schwenkbare Armabschnitte zu unterteilen. Diese Lösung bietet jedoch aufgrund des geringen Schwenkwinkelbereichs keine ausreichende Flexibilität und aufgrund der schweren Bauweise des Verteilermasts keine ausreichende Reichweite.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Betonverteilermast sowie ein Verfahren zur horizontalen Schwenkung einer Mastspitze eines Betonverteilermasts vorzustellen, bei denen die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermieden oder zumindest reduziert sind.
-
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Betonverteilermast gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zur horizontalen Schwenkung einer Mastspitze gemäß Anspruch 12.
-
Demnach betrifft die Erfindung einen Betonverteilermast für eine stationäre oder mobile Betonpumpe mit mehreren an Knickgelenken mit zueinander parallelen Knickachsen miteinander verbundenen Mastarmen und mit einer entlang der Mastarme geführten und am Ende des letzten Mastarms mit einem Endschlauch verbindbaren Betonförderleitung, wobei ein zwischen zwei Knickgelenken angeordneter Mastarm ein Drehgelenk mit einer parallel zu einer Längserstreckung des Mastarms ausgerichteten Drehachse aufweist.
-
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur horizontalen Schwenkung einer Mastspitze eines an einer stationären oder mobilen Betonpumpe angeordneten Betonverteilermasts mit mehreren an Knickgelenken mit zueinander parallelen Knickachsen miteinander verbundenen Mastarmen und mit einer entlang der Mastarme geführten und am Ende eines letzten Mastarms mit einem Endschlauch verbindbaren Betonförderleitung, mit den Schritten: Drehen eines zwischen zwei Knickgelenken in einem Mastarm angeordneten Drehgelenks mit einer parallel zu einer Längserstreckung des Mastarms ausgerichteten Drehachse; und Schwenken eines in Förderrichtung hinter dem Drehgelenk angeordneten Knickgelenks um eine gedrehte Knickachse.
-
Bei den Mastarmen bzw. Auslegerarmen handelt es sich in der Regel um tragende und langgestreckte Mastarme, die in einer Kastenbauweise ausgeführt sind. Sämtliche Bewegungen der Mastarme erfolgen hydraulisch. Als Mastspitze wird der Teil des Betonverteilermasts bezeichnet, der in Förderrichtung hinter dem Drehgelenk angeordnet ist.
-
Bei dem Drehgelenk handelt es sich um eine bewegliche Verbindung zwischen zwei Teilen des Mastarms. Bei den Teilen des Mastarms kann es sich um koaxial hintereinander angeordnete Armabschnitte handeln. Das Drehgelenk ist derart in einem der Mastarme angeordnet und ausgerichtet, dass eine Drehachse des Drehgelenks die zwei an dem Mastarm angeordneten Knickgelenke verbindet. Durch die Anordnung des Drehgelenks in einem zwischen zwei Knickgelenken angeordnetem Mastarm ist lediglich der letzte Mastarm ausgeschlossen. Die Drehachse des Drehgelenks ist somit parallel zur Längserstreckungsrichtung des Mastarms und dreht sich entsprechend der Ausrichtung des Mastarms mit.
-
Der Erfindung liegt vor allem der Gedanke zugrunde, dass durch ein zusätzliches Drehgelenk ein weiterer Bewegungsfreiheitsgrad im Bereich des den Endschlauch tragendenden letzten Mastarms geschaffen werden kann. Dieser zusätzliche Bewegungsfreiheitsgrad erlaubt eine horizontale Schwenkung einer Mastspritze, ohne dass die gesamte Masse des Verteilermasts hin- und herbewegt werden muss. Dies ist besonders bei Anwendungen auf engem Raum erforderlich, bei denen um Hindernisse herumbetoniert werden muss. Dazu wird das Drehgelenk in einem zwischen zwei Knickgelenken angeordneten Mastarm vorgesehen, wobei das Drehgelenk eine Drehbarkeit zwischen zwei Armabschnitten des Mastarms bewirkt. Dabei kommt es zu einer Drehung einer in Förderrichtung hinter dem Drehgelenke angeordnete Knickachse eines Knickgelenks. Bei einer Drehung des Drehgelenks um bspw. 90° wird ebenfalls die Knickachse des betreffenden Knickgelenks um 90° gekippt, was dazu führt, dass der letzte Mastarm eine Schwenkbewegung in horizontaler Richtung durchführen kann. Der erfindungsgemäße Verteilermast ermöglicht eine Schwenkung der Mastspitze in jede Richtung.
-
Das Drehgelenk kann zu den zwei Knickgelenken jeweils beabstandet angeordnet sein. Das Drehgelenk ist separat und beabstandet von den Knickgelenken des Verteilermasts ausgebildet. Dies vereinfacht eine Nachrüstung von bestehenden Verteilermasten mit einem entsprechend angeordneten Mastarm mit Drehgelenk. Die Knickgelenke werden in ihrer Funktionsweise durch das zusätzliche Drehgelenk nicht eingeschränkt.
-
Das Drehgelenk kann den Mastarm in zwei gegeneinander drehbare Armabschnitte teilen. Bei einer Drehung des Drehgelenks rotiert einer der Armabschnitte relativ zu dem anderen Armabschnitt um eine gemeinsame parallel zur Längserstreckung des Mastarms angeordnete Drehachse. Die Armabschnitte können in dem Drehgelenk in dauernder Berührung sein. Eine Relativbewegung zwischen den Armabschnitten erfolgt in der Regel schrittweise. Die Armabschnitte können koaxial hintereinander angeordnet sein und die gleichen geometrischen Abmessungen aufweisen.
-
In einem gedrehten Zustand des Drehgelenks können die Knickachsen der zwei (benachbarten) Knickgelenke windschief verlaufen. Die Drehung des Drehgelenks wird ausgehend von einer neutralen Stellung definiert, in der die Knickachsen sämtlicher Knickgelenke parallel zueinander ausgerichtet sind. In der neutralen Stellung kann der Verteilermast ohne das Problem einer möglichen Kollision zwischen den Mastarmen Ge- und Entfaltet werden. Durch die windschiefe Ausrichtung der (benachbarten) Knickachsen kommt es beim horizontalen Verschwenken der Mastspitze nicht zu Kollisionen der Mastarme. Sowohl in einem neutralen Zustand als auch in einem gedrehten Zustand des Drehgelenks können die zwei Knickachsen der Knickgelenke senkrecht zur Längserstreckung der Mastarme ausgerichtet sein.
-
Das Drehgelenk ist vorzugsweise in einem vorletzten Mastarm angeordnet. Eine Positionierung des Drehgelenks im vorletzten Mastarm ist deshalb vorteilhaft, da die horizontale schwenkbare Mastspitze dann ausschließlich aus dem letzten Mastarm gebildet ist. Die Masse, die bei einer horizontalen Schwenkung bewegt werden muss, ist somit relativ gering, was die zusätzlichen Kräfte und Momente auf die nicht zur Mastspitze gehörenden Mastarme begrenzt.
-
Das Drehgelenk kann eine Drehdurchführung für mindestens eine Steuerleitung aufweisen. Durch die Drehdurchführung kann das Drehgelenk flexibel eingesetzt werden und es wird ein endloses Drehen des Drehgelenks ermöglicht.
-
Die Förderleitung kann durch das Drehgelenk geführt sein. Dies ermöglicht gegenüber dem Stand der Technik eine einfachere Verlegung der Förderleitung. Dazu kann eine, vorzugsweise mit der Drehachse des Drehgelenks fluchtende, Drehdurchführung im Bereich des Drehgelenks eingesetzt werden. Eine Drehdurchführung ermöglicht dem fließfähigen Beton einen abgedichteten Übergang zwischen einem feststehenden Teil des Mastarms und einem rotierenden Teil des Mastarms. Ein Vorteil dieser Anordnung ist, dass kein verschleißanfälliger beweglicher Förderleitungsschlauch verwendet werden muss. Darüber hinausgehende zusätzliche Rohrbögen oder Rohrdrehverbindungen sind nicht notwendig. Insbesondere ist die Anordnung der Rohrsegmente der Förderleitung im Bereich der Knickgelenke unverändert gegenüber einem Verteilermast ohne zusätzliches Drehgelenk, sodass nur ein relativ geringes Mehrgewicht durch die Förderleitungsführung mittig durch das Drehgelenk erfolgt.
-
Auf die gleiche Art und Weise können zusätzliche Medienleitungen, wie Hydraulikleitungen, durch das Drehgelenk im Mastarm geführt werden. Dies kann entweder über eine Drehdurchführung oder über Schläuche geschehen. Im letzteren Fall ist die Drehbeweglichkeit des Mastarms dadurch eingeschränkt, dass kein „unendliches“ Durchdrehen des Drehgelenks mehr möglich ist.
-
Für das Drehgelenk kann ein Drehantrieb in Form eines Kompaktantriebs, eines Schneckengetriebes, eines Stirnradgetriebes oder eines Planetengetriebes verwendet werden. Je nach Verteilermast und Anordnung des Drehgelenks sind entweder das Schneckengetriebe, bei hohen zu übertragenden Momenten, oder der Kompaktantrieb aus Gewichtsgründen zu bevorzugen.
-
Der Kompaktantrieb kann eine Drehung um mindestens 360° ermöglichen. Durch einen derart ausgebildeten Kompaktantrieb ist die Mastspitze voll flexibel schwenkbar. Kompaktantriebe dieser Art bieten insbesondere gegenüber entsprechend ausgebildeten Schneckengetrieben deutliche Gewichtsvorteile (etwa Faktor 2) .
-
Das den letzten und vorletzten Mastarm verbindende Knickgelenk kann als 180°-Gelenk ausgebildet sein und/oder einen Kompaktantrieb aufweisen. Zur Schwenkung der Mastspitze in horizontaler Richtung ist ein 180°-Gelenk ausreichend. Durch die Ausbildung als 180°-Gelenk können Gewichtseinbußen durch das zusätzlich als Teil des Verteilermasts vorgesehene Drehgelenk kompensiert werden.
-
Die Erfindung betrifft ferner eine Betonpumpe mit einem entsprechenden Betonverteilermast.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit weiteren im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Betonverteilermast beschriebenen Merkmalen fortgebildet werden. Der erfindungsgemäße Betonverteilermast kann mit weiteren im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Merkmalen fortgebildet werden.
-
Die Erfindung wird nun anhand vorteilhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
- 1: eine erfindungsgemäße Betonpumpe mit Betonverteilermast aus dem Stand der Technik;
- 2: eine graphische Darstellung des Funktionsprinzips eines erfindungsgemäßen Betonverteilermasts;
- 3: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Betonverteilermasts gemäß einer ersten Ausführungsform von oben (a) und von der Seite (b);
- 4: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Betonverteilermasts gemäß einer zweiten Ausführungsform von oben (a) und von der Seite (b).
-
Bei der in 1 dargestellten mobilen Betonpumpe 1 mit (Beton-)Verteilermast 2 handelt es sich um eine Autobetonpumpe. Bei der aus dem Stand der Technik bekannten Autobetonpumpe ist der Verteilermast 2 auf einem fahrbaren Unterbau 3 befestigt. Der Verteilermast 2 umfasst mehrere, um Knickgelenke mit zueinander parallel angeordnete Knickachsen 5 schwenkbare Mastarme 6. Die Knickachsen 5 verlaufen senkrecht zur Längserstreckungsrichtung der Mastarme 6. Über Hydraulikzylinder 4 werden die Mastarme 6 hydraulisch bewegt. Die Knickgelenke mit großen Winkelbereichen bestimmen zusammen mit einem Drehwerk mit großen Schwenkwinkel eine Reichweite des Verteilermasts 2.
-
An den Mastarmen 6 ist eine (Beton-)Förderleitung 7 für fließfähigen Beton entlang geführt. Mit Hilfe einer am Unterbau 3 angeordneten Betonpumpe kann fließfähiger Beton vom Aufgabetrichter 8 durch die Förderleitung 7 zum freien offenen Ende der Förderleitung 7 gefördert werden. Die Förderleitung 7 kann dazu am freien offenen Ende im Bereich des letzten Mastarms 6 in einen Endschlauch (nicht dargestellt) münden. Die aus diversen Rohrsegmenten zusammengesetzte Förderleitung 7 ist über Halteelemente 9 an den Mastarmen 6 derart befestigt, dass die Förderleitung 7 die Schwenkbewegung der Mastarme 6 relativ zueinander nicht behindert.
-
Durch die Knickgelenke mit vorgegebenen parallelen Knickachsen 5 sind insbesondere die äußeren Mastarme 6 im Wesentlichen nur in einer vertikalen Richtung schwenkbar. Verschiedene Anwendungen, bspw. das Herumbetonieren um Hindernisse, machen es allerdings erforderlich, insbesondere die Mastspitze, auch in eine horizontale Richtung zu schwenken.
-
In den 2 bis 4 sind dazu verschiedene erfindungsgemäße Betonverteilermasten 2 gezeigt, die mit Hilfe eines zusätzlichen Drehgelenks 20 eine horizontale Schwenkung der Mastspitze ermöglichen. Zur Veranschaulichung sind aufeinander folgenden Mastarme 6.1, 6.2, 6.3 in Förderrichtung nummeriert, wobei 6.3 den letzten Mastarm, 6.2 den vorletzten Mastarm, etc. bezeichnet. An das Ende des letzten Mastarms 6.3 kann ein Endschlauch 10 angeschlossen werden. Es versteht sich, dass die Erfindung auf Verteilermasten 2 mit einer beliebigen Anzahl von Mastarmen 6.1, 6.2, 6.3 übertragen werden kann.
-
In 2 ist eine Prinzipskizze des Verteilermasts 2 mit drei Mastarmen 6.1, 6.2, 6.3 gezeigt. Die Mastarme 6.1, 6.2, 6.3 sind jeweils über Knickgelenke 5' 5" mit zueinander parallelen Knickachsen (senkrecht zur Papierebene) miteinander verbunden und entlang der eingezeichneten Pfeilrichtungen in vertikaler Richtung zueinander schwenkbar. Am Ende des letzten Mastarms 6.3 in Förderrichtung ist ein Endschlauch 10 angebracht. Im vorletzten Mastarm 6.2 ist ein Drehgelenk 20 angeordnet, dass den Mastarm 6.2 in zwei gegeneinander drehbare Armabschnitte 6.2a, 6.2b teilt. Das Drehgelenk 20 weist eine Drehachse D auf, die sich entlang der Längserstreckungsrichtung des Mastarms 6.2 erstreckt.
-
Über einen Drehantrieb in Form eines Kompaktantriebs 22 wird das Drehgelenk 20 derart bewegt, dass einer der Armabschnitte 6.2a, 6.2b gegenüber dem anderen Armabschnitt 6.2a, 6.2b gedreht wird. Es ist ebenfalls denkbar, einen Drehantrieb in Form eines Schneckengetriebes, Stirnradgetriebes oder Planetengetriebes einzusetzen. Als Folge der Drehung des Drehgelenks 20 ist eine Knickachse des in Förderrichtung hinteren Knickgelenks 5'' gegenüber der Knickachse des in Förderrichtung vorderen Knickgelenks 5' gekippt. Die Mastspitze kann somit durch eine herkömmliche Knickbewegung um die gekippte Knickachse 5" in einer horizontalen Richtung geschwenkt werden. Dies ermöglicht einen weiteren Bewegungsfreiheitsgrad im Bereich des den Endschlauch 10 tragenden letzten Mastarms 6.3.
-
In 3 ist eine erste Ausführungsform des Betonverteilermasts 2 gezeigt, bei dem die Förderleitung 7 zentral durch das Drehgelenk 20 geführt ist. Die Förderleitung 7 verläuft parallel zu der Drehachse D des Drehgelenks 20. Die Förderleitung 7 ist durch eine Drehdurchführung (nicht sichtbar) geführt, die einen abgedichteten Übergang des fließfähigen Betons zwischen den gegeneinander drehbaren Armabschnitten 6.2a, 6.2b des Mastarms 6.2 erlaubt. Dazu weist die Drehdurchführung mittig ein Loch zur Betondurchführung auf. Drehdurchführungen sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden dort bspw. im Drehwerk eingesetzt, um den Verteilermast unendlich drehen zu können. Es ist ebenfalls möglich, eine oder mehrere Steuer- oder Hydraulikleitungen (nicht dargestellt) über Drehdurchführungen durch das Drehgelenk 20 zu führen.
-
Der dargestellte Verteilermast 2 umfasst drei Mastarme 6.1, 6.2, 6.3, die jeweils durch Hydraulikzylinder 4', 4'' um Knickgelenke 5', 5'' mit zueinander parallel angeordneten Knickachsen zueinander schwenkbar sind. Das Drehgelenk 20 weist einen Drehantrieb in Form eines Kompaktantriebs 22 auf. Der Kompaktantrieb 22 weist gegenüber einem Schneckengetriebe ein geringeres Gewicht auf. Durch die Anordnung des Drehgelenks 20 im vorletzten Mastarm 6.2 ist der Kompaktantrieb 22 zur Momentübertragung ausreichend. Eine Drehbewegung des im vorletzten Mastarm 6.2 angeordneten Drehgelenks 20 führt zu einer Verkippung der Knickachse des letzten Knickgelenks 5", was eine horizontale Schwenkung des letzten Mastarms 6.3 erlaubt. Die Knickachsen der Knickgelenke 5', 5'' verlaufen in einem gedrehten Zustand windschief.
-
Bei dem Verfahren zur horizontalen Mastbewegung wird zunächst das im Mastarm 6.2 zwischen den zwei Knickgelenken 5', 5'' angeordnete Drehgelenk 20 gedreht und anschließend das in Förderrichtung hinter dem Drehgelenk 20 angeordnete Knickgelenk 5" um die entsprechend gedrehte Knickachse geschwenkt.
-
In der in 4 gezeigten Ausführungsform weist der Verteilermast 2 für das zwischen den Mastarmen 6.2 und 6.3 angeordnete Knickgelenk einen Drehantrieb in Form eines Kompaktantriebs 22 anstelle eines Hydraulikzylinders 4'' auf. Die Förderleitung 7 ist durch den Kompaktantrieb 22 des Knickgelenks 5" geführt. Durch eine Drehdurchführung (nicht sichtbar) ist ein abgedichteter Übergang des fließfähigen Betons gewährleistet. Das Ausführungsbeispiel der 4 ist ansonsten unverändert gegenüber dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel.
-
Kompaktantriebe 22 können im Vergleich zu herkömmlichen Schneckengetrieben nicht so große Momente übertragen, weisen aber ein geringeres Gewicht auf. Im Bereich des letzten Knickgelenks 5" müssen aufgrund der geringen Masse der Mastspitze verhältnismäßig nicht so große Momente übertragen werden, was die Verwendung eines Kompaktantriebs 22 erlaubt. Im Vergleich zu der in 3 gezeigten Ausführungsform weist der Verteilermast 2 somit ein geringeres Gewicht auf, das zusätzlich durch eine Ausbildung des Kompaktantriebs 22 als 180°-Drehantrieb begünstigt werden kann.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
