EP1951972A1 - Knickmast für eine dickstoffförderanlage - Google Patents

Knickmast für eine dickstoffförderanlage

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EP1951972A1
EP1951972A1 EP06818647A EP06818647A EP1951972A1 EP 1951972 A1 EP1951972 A1 EP 1951972A1 EP 06818647 A EP06818647 A EP 06818647A EP 06818647 A EP06818647 A EP 06818647A EP 1951972 A1 EP1951972 A1 EP 1951972A1
Authority
EP
European Patent Office
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mast
articulated
mast section
section
sections
Prior art date
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Granted
Application number
EP06818647A
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English (en)
French (fr)
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EP1951972B1 (de
Inventor
Siegfried TRÜMPER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Friedrich Wilhelm Schwing GmbH
Original Assignee
Friedrich Wilhelm Schwing GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Friedrich Wilhelm Schwing GmbH filed Critical Friedrich Wilhelm Schwing GmbH
Publication of EP1951972A1 publication Critical patent/EP1951972A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1951972B1 publication Critical patent/EP1951972B1/de
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00—Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/02—Conveying or working-up concrete or similar masses able to be heaped or cast
    • E04G21/04—Devices for both conveying and distributing
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00—Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/02—Conveying or working-up concrete or similar masses able to be heaped or cast
    • E04G21/04—Devices for both conveying and distributing
    • E04G21/0418—Devices for both conveying and distributing with distribution hose
    • E04G21/0436—Devices for both conveying and distributing with distribution hose on a mobile support, e.g. truck
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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    • Y10T137/8593—Systems
    • Y10T137/8807—Articulated or swinging flow conduit
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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    • Y10T403/00—Joints and connections
    • Y10T403/32—Articulated members
    • Y10T403/32114—Articulated members including static joint
    • Y10T403/32213—Articulate joint is a swivel

Definitions

  • the present invention relates to a articulated mast comprising a plurality of pivotally interconnected mast sections, according to the preamble of claim 1.
  • conveyor systems are used to overcome height differences, in which the thick material to be conveyed is conveyed by a delivery line or a piping system to the desired application point.
  • the delivery pressure or delivery volume flow is generated here by a slurry pump.
  • a common design principle of such conveyors is the combination of the piping system with a buckling and / or telescopic mast, which is mounted for example on a truck.
  • a conveyor system but also be constructed stationary or designed as manipulators. In the event that such a conveyor system is mounted on a truck, this is initially aligned horizontally at the site and secured against tipping.
  • the sludge pump then conveys the externally provided thick material through a piping system, which is arranged along the mast sections, to the desired discharge point, at which the thick matter, for example, by a trunk-like Schlauchfort-. set out of the piping system.
  • the surmountable height differences are considerable and can be 50 m and more.
  • conveyors and horizontal distances can be overcome, for example. In rough or inaccessible terrain.
  • the individual mast sections of the articulated mast are typically connected to each other by means of pivot bearings or pivot joints.
  • the actuating forces are applied in a known manner, for example by hydraulic cylinders, wherein the hydraulic cylinder is arranged between two adjacent by means of the pivot joint mast sections connected.
  • the extension and retraction of the piston rod leads to a pivoting movement of a mast section relative to the other, at this time usually fixed-position mast section.
  • the entire articulated mast or mast structure is attached to a so-called mast block and rotatably mounted on this about a vertical axis.
  • the mast section arranged on the mast block is typically referred to as the first mast section, and the following mast arm sections are counted consecutively.
  • Most often articulated masts have two, three or four individual mast sections and are accordingly referred to as two-, three- or four-member articulated masts.
  • the cranking also requires lateral weight shifting of the mast sections following the cranked mast section, including the pivot joints and the conveyor line sections attached to the mast sections.
  • high transverse forces which also cause torsional moments in the individual mast sections (the stresses resulting from the torsional moments are extremely high, in particular in the region of the cranking) and in particular in the pivot joints and in the region of attachment of the kink mast to the high girder. or overturning moments.
  • the individual mast sections and pivot joints, but also the attachment of the articulated mast on Mastbock must be designed to be stable, which of course brings a design effort with it.
  • the high design effort has a detrimental effect on the corresponding weight of the articulated mast.
  • the object of the invention is to reduce the resulting shear forces and bending moments on a articulated mast to keep the design effort low.
  • the task solution should also bring economic advantages over the prior art.
  • the inclination of the swivel joint axis can be detected by means of a skew angle ⁇ , this angle being determined relative to a vertical line of the longitudinal axis of a preceding mast section, typically to that of the first mast section attached to the mast block.
  • the skew angle can be detected in a horizontal plane for simplification.
  • the skew angle ⁇ should not be greater than 22.5 °, preferably not greater than 15 °, more preferably not greater than 10 ° and particularly preferably not greater than 8 °, otherwise the resulting spread angle ⁇ and thus the torsional moments occurring (or. Shear forces) are too large.
  • the skew angle ⁇ of the tilted pivot axis can advantageously be determined in a horizontal plane occupying a vertical position to the vertical reference plane. In this case, only the flat share, ie recorded the angular projection of the inclination in the horizontal plane, in which any inclination shares are not taken into account.
  • the articulated mast comprises more than two mast sections, it is advantageous to use a splayed, i.e. laterally led away mast section subsequent third mast section, also with an inclined pivot axis store, so that the splayed and mounted by means of the pivot joint (with inclined swivel joint axis) mast section in the unfolded working position of the articulated mast are aligned substantially in the vertical reference plane, but in the folded-rest or transport position of the subsequent mast section is arranged substantially parallel to the mast section preceding the splayed mast section.
  • the articulated mast comprises more than two mast sections, for example four mast sections
  • the mast section spread apart in the rest position, counted from the mast mounting on the mast block is the second or third mast section.
  • the first and second mast sections are then arranged one above the other in the resting or transport position, while the two following mast sections are arranged laterally offset, whereby an advantageous weight distribution is achieved in the rest position.
  • the longitudinal axis of the splayed away laterally guided mast section with the longitudinal axis of the preceding mast section forms a spread angle a, which is also simplistic defined as a plane angle in a horizontal plane.
  • the spread angle a has approximately twice the angular value of the skew angle ⁇ of the tilted pivot axis, ie, the mathematical relations apply: a »2-ß or ß -all.
  • the two spreading angles a and a ' i.e. the angles between the longitudinal axes of the splayed and its preceding mast section and between the longitudinal axes of the splayed and its subsequent mast section, approximately the same angle value.
  • both spread angles a and et have different angle values.
  • the ideal state of a common alignment of the individual mast sections of a articulated mast in that they are aligned within the vertical reference plane, does not assume that the maximum pivot angle 7 between each two pivotally interconnected mast sections have an angle value of 180 °.
  • the articulated mast can already be optimized in the construction in view of the later expected applications such that the maximum possible pivot angle ⁇ between two adjacent mast sections significantly less than 180 °, for example, only 90 °, or significantly more than 180 °, for example 220 °.
  • a respective respective pivot end position of the individual mast sections can be determined constructively, for example by stops in the pivot joints or by using hydraulic cylinders with corresponding stroke lengths. This can reduce weight and costs.
  • the ideal state of joint alignment of the individual pole sections must be by these are aligned within the vertical reference plane to be matched to this expected use case.
  • the mast sections of a articulated mast regardless of the individually maximum possible pivoting angles, when unfolding into a working position must adopt an aligned position in which they are aligned within the vertical reference plane.
  • Figure 1 shows a kink mast according to the prior art in a perspective view
  • Figure 2 shows a pivot joint of a articulated mast of Figure 1 in a perspective view
  • FIG. 3 shows a pivot joint according to Figure 2 in partial section
  • FIG. 4 a swivel joint according to FIG. 2 in a side view
  • Figure 5 shows a pivot joint with an inclined pivot axis in partial section
  • Figure 6 is a simplified, schematic representation of a according to FIG.
  • Figure 7a is a schematic representation of the articulated mast according to Figure 6, viewed from above;
  • Figure 7b is a schematic representation of the articulated mast according to Figure 6 in the resting or transport state, viewed from above.
  • Figure 1 shows an example of a prior art designated 1 articulated mast or mast assembly in working position, which is pivotally mounted on a mast block 2, wherein the mast block 2 can typically rotate about a vertical axis (z-direction).
  • the girder 2 can be mounted, for example, on a truck, not shown, a concrete truck, or even be mounted on a stationary system.
  • the articulated mast 1 sets composed of individual mast sections or mast arms 4 to 7 arranged one behind the other.
  • the illustrated articulated mast 1 is a four-unit mast construction.
  • a pivot joint 8 connects two adjacent mast sections.
  • the four-membered mast structure shown therefore comprises three pivot joints 8, plus a fourth pivot joint 8a via which the mast assembly itself is articulated on the mast block 2.
  • the other components such as the concrete delivery line and its attachment means or the hydraulic swing cylinder and their connecting lines and the like. Not shown.
  • the second mast section 5 may be arranged compactly below the first mast section 4, but no further space would be available for a third mast section 6 or even a fourth mast section 7 below the mast section Mast sections 4 and 5 to be arranged so that therefore at least the third mast section 6 must be guided laterally over.
  • the third mast section 6 has a cranking designated by 9, by which the rear part 61 of the third mast section and the subsequent fourth mast section 7 are laterally offset by an amount d.
  • a cranking designated by 9 By the crank 9 come now when folding the articulated mast 1 from its working position in the rest or transport position, the individual mast sections partially side by side lying in the end position and it can therefore be achieved a largely compact Einfaltwolf due to the crank.
  • the articulated mast 1 is transferred to its transport or rest position, in which the fourth mast section 7 under the third mast section 6, the third mast section. 6 on the second mast section 5 and the second mast section 5 under the first mast section 4 is folded.
  • the second mast section 5 and the third mast section 6 are thus arranged below the first mast section 4, wherein the lowermost third mast section 6 emerges laterally from the stack at its offset 9 and the fourth mast section 7 rests on its offset rear mast section 61.
  • the goal is the reduction of stacking height, on the other hand an optimization with regard to the center of gravity.
  • FIG. 2 shows the possible embodiment of a pivot joint 8 in a perspective view, by means of which two adjacent mast sections, here by way of example denoted by A and B, are pivotally connected to each other.
  • the mast section A has an end bifurcation 10, in which the rod-like end piece of the adjacent mast section B is accommodated.
  • the lateral inner surfaces of the Endgabelung 10 serve here as a guide to prevent tilting against the pivoting direction.
  • the fixing of the two connected mast sections A and B takes place by means of a hinge pin or pivot pin 11 (compare FIG. 3), which is arranged within a hinge bushing or bore 15, of which only the hinge eye 12 is visible in FIG.
  • the two interconnected exemplary mast sections A and B can pivot about a pivot axis 13.
  • the pivot axis 13 is identical to the center line of the hinge pin 1 1 and with the center line of the hinge bushing 15 and perpendicular to the common center line 14.
  • the current position of the two mast sections A and B to each other can be described with a pivot angle ⁇ .
  • FIG. 3 shows the articulated boom of FIG. 2 in a partial section viewed from a vertical direction (from above against the z-direction according to FIG. 1).
  • the hinge pin 1 1 for both mast sections A and B is within a joint socket or bore 15 is arranged and secured in a known manner.
  • the tail of the mounted mast section B is aligned and guided transversely to the pivot direction, so that the two mast sections A and B are always aligned along a common longitudinal axis 14 regardless of a current pivot angle.
  • the pivot axis 13 and the common longitudinal axis 14 are always at right angles to each other.
  • Figure 4 shows the pivot joint 8 of Figures 2 and 3 in a side view, i. viewed from Figure 1 from a horizontal direction.
  • the two pivotally interconnected mast sections A and B take here a pivot angle ⁇ of 180 ° to each other, whereby the respective mast sections are maximally spaced from each other.
  • the maximum swing angle is often less or more than 180 °.
  • the maximum swing angle can be determined by design measures, for example. By means of end stops in the pivot joint or by the maximum stroke length of the actuating hydraulic cylinder.
  • FIG. 5 shows the embodiment according to the invention with a pivot joint 81 with a tilted pivot axis 131.
  • FIG. Position take the two exemplary mast sections A and B a position according to Figure 4, that is, the pivot angle ⁇ is approximately 180 °, the two mast sections A and B are aligned in this position as shown in Figure 5 along a common longitudinal axis 14.
  • the hinge hole 151 is here designed so that its center line corresponding to the pivot axis 131, a non-perpendicular angle to the common longitudinal axis 14 occupies.
  • FIG. 6 shows schematically in a perspective view an unfolded articulated mast according to FIG. 1 with a total of four mast sections 4 to 7.
  • all four mast sections 4 to 7 are in alignment along a common longitudinal axis 14 arranged as shown in Figure 7a.
  • a vertical plane Perpendicular to this common longitudinal axis 14, but at least perpendicular to the longitudinal axis of the first mast section 4, a vertical plane can be spanned, which can be referred to as a vertical reference plane 16.
  • a vertical reference plane 16 Perpendicular to this common longitudinal axis 14, but at least perpendicular to the longitudinal axis of the first mast section 4.
  • the vertical reference plane runs only at random along the y-axis of the spatial coordinate system.
  • the mast sections 4 to 7 move during folding and unfolding exclusively within the vertical reference plane 16. Does the articulated mast bent sections on mast sections, move the staggered mast sections on and unfolding only in parallel planes to the vertical reference plane 16. As already described, resulting from the offset mast sections transverse forces that lead to Torsionsmoment-, Biegemoment- and buckling moment loads.
  • a articulated mast 1 which comprises a swivel joint 81 with an inclined swivel joint axis 131 (according to the example of FIG. 5)
  • the articulated mast section pivoted about this inclined swivel joint axis 131 and corresponding to the exemplary mast section B moves obliquely to the vertical reference plane 16, the lopsided position continuously changed during the pivoting movement. Only in a predetermined position position, which can be described for example by the pivot angle ⁇ to the previous mast section, these two mast sections are within the vertical reference plane 16, ie in an ideal aligned working position.
  • the exemplary mast section B corresponding articulated mast section in a spread angle of the preceding mast section from is therefore led away laterally from this.
  • the mast section B corresponding buckling mast section substantially elongated, that can be formed without cranking, thereby eliminating the disadvantages associated with the cranking.
  • the mast sections can be made correspondingly less rigid, which reduces weight, manufacturing costs and costs.
  • FIGs 7a and 7b illustrate the example of a four-unit articulated mast 1, which position of the third, in this case not cranked mast section 6 in the working position ( Figure 7a) and in the rest or transport position ( Figure 7b) occupies.
  • the third mast section 6 is aligned with the preceding mast sections 4 and 5 along a common longitudinal axis 14, and thus also within the vertical reference plane 16 (see FIG. This eliminates the resulting from a crank of the mast section shear forces.
  • the same mast section 6 is due to the inclined pivot axis 131 of its preceding mast section 5 in a spread angle a. from. As a result, this is guided past the preceding mast section, taken exactly away from this.
  • the inclination of the pivot axis 131 thus avoids the disadvantages associated with the crank 9 disadvantages. This saves material and weight and reduces manufacturing costs.
  • FIG. 7a also clarifies the definition of the plane skew angles ⁇ and ⁇ ', which the oblique pivot axes 131 occupy to the perpendiculars of a common longitudinal axis 14, the common longitudinal axis 14 corresponding to at least one extension of the longitudinal axis of the first pole section (4).
  • the skew angles ⁇ and ⁇ ' are determined for simplicity in a horizontal plane, this horizontal plane extending by definition perpendicular to the vertical reference plane 16.
  • the pivot axes 13 of a conventional pivot joint 8, according to the embodiment of Figures 2 to 4 also correspond to the perpendicular of the common longitudinal axis fourteenth
  • the skew angle ⁇ typically corresponds to half the spread angle a (cf., FIG. 7b), provided that the passed through pivot angle ⁇ of the mast sections connected by means of this pivot joint 81 corresponds to approximately 180 ° during folding and unfolding.
  • the orientation of the skew angle ß and ß 'results from the input or Ausklapp flood the respective mast sections.
  • pivot joints 81 must be designed with a tilted pivot axis 131 in total on the changed pivot mechanism.
  • the embodiment of Figure 5 for example, a game, in the form of a gap between the tail of the mast section B and the Endgabelung 10 of the mast section A.
  • a guide assembly 17 is provided, which also provides the necessary also for this pivot joint lateral guide surfaces.
  • a first guide surface of such a guide arrangement may for example be formed integrally with the fork 10 of the mast section A, the corresponding mating surface may be formed integrally with the rod-like end piece of the mast section B.
  • the guide assembly 17 may also be constructed of a plurality of spacers having correspondingly shaped inclined surfaces. Other embodiments are possible.
  • the skew angle ß and ß ' should not exceed a maximum value of 10 °, preferably of 8 °. This results in an approximately twice as large spread angle ⁇ or a ⁇ which currently proves to be practicable value.

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Description

Knickmast für eine Dickstoffförderanlage
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Knickmast der mehrere schwenkbar miteinander verbundene Mastabschnitte umfasst, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei der Förderung von Dickstoffen, beispielsweise Beton, Mörtel und dgl., werden zur Überwindung von Höhendifferenzen so genannte Förderanlagen eingesetzt, bei denen der zu fördernde Dickstoff durch eine Förderleitung bzw. ein Rohrleitungssystem zu der gewünschten Ausbringungsstelle gefördert wird. Der Förderdruck bzw. Fördervolumenstrom wird hierbei durch eine Dickstoffpumpe erzeugt. Ein gängiges Bauprinzip solcher Förderanlagen ist die Kombination des Rohrleitungssystems mit einem Knick- und/oder Teleskopmast, der beispielsweise auf einem Lastfahrzeug montiert ist. Selbstverständlich kann eine solche Förderanlage aber auch stationär aufgebaut oder als Manipulatoren ausgeführt sein. Für den Fall, dass eine solche Förderanlage auf einem Lastfahrzeug montiert ist, wird dieses am Einsatzort zunächst horizontal ausgerichtet und gegen Kippen gesichert. Erst danach können die einzelnen Mastabschnitte bzw. Mastarme des Knickmastes ausgeklappt bzw. ausgefahren und die Förderanlage in Betrieb genommen werden. Die Dickstoffpumpe fördert dann den extern bereit gestellten Dickstoff durch ein Rohrleitungssystem, das entlang der Mastabschnitte angeordnet ist, zu der gewünschten Ausbringstelle, an der der Dickstoff bspw. durch einen rüsselartigen Schlauchfort- satz aus dem Rohrleitungssystem austritt. Die überwindbaren Höhendifferenzen sind beträchtlich und können 50 m und mehr betragen. Selbstverständlich können mit solchen Förderanlagen auch horizontale Distanzen überwunden werden, bspw. in unwegsamen oder unzugänglichen Geländen.
Die einzelnen Mastabschnitte des Knickmastes sind typischerweise mittels Schwenklager bzw. Schwenkgelenke miteinander verbunden. Die Stellkräfte werden in bekannter Weise bspw. durch Hydraulikzylinder aufgebracht, wobei der Hydraulikzylinder zwischen zwei benachbarten mittels des Schwenkgelenks miteinander verbundener Mastabschnitte angeordnet ist. Das Aus- und Einfahren der Kolbenstange führt zu einer Schwenkbewegung des eines Mastabschnittes relativ zu dem anderen, zu diesem Zeitpunkt üblicherweise lagefixierten Mastabschnitt.
Der gesamte Knickmast bzw. Mastaufbau ist an einem sogenannten Mastbock befestigt und an diesem um eine vertikale Achse drehbar gelagert. Der am Mastbock angeordnete Mastabschnitt wird typischerweise als erster Mastabschnitt bezeichnet, die ihm nachfolgenden Mastarmabschnitte werden fortlaufend gezählt. Am häufigsten weisen Knickmaste zwei, drei oder vier einzelne Mastabschnitten auf und werden demgemäß als zwei-, drei- oder viergliedrige Knickmaste bezeichnet.
Beim Einklappen der Mastabschnitte aus einer Betriebstellung in eine Transportbzw. Ruhestellung besteht in der Regel aus Platzgründen das Problem, dass einer der Mastabschnitte, insbesondere der dritte eines viergliedrigen Knickmastes, beim Zusammenklappen seitlich am vorausgehenden bzw. vorhergehenden Mastabschnitt vorbei geführt werden muss, weil dieser zur Vermeidung einer unvorteilhaften Stapelhöhe nicht unmittelbar unterhalb des vorhergehenden Mastabschnitts platziert werden kann. Dies kann auch beim zweiten Mastabschnitt der Fall sein, falls dieser beim Einklappen am ersten Mastabschnitt oder an sonstigen Aufbauten vorbei geführt werden muss. Aus diesem Grund sind die betreffenden Mastabschnitte gekröpft ausgebildet, womit das Vorbeiführen des Mastabschnitts ermöglicht wird. Aufgrund der Kröpfung ergibt sich im ausgeklappten Zustand eine Verlagerung der Schwerpunktlinie des betreffenden Mastabschnittes. Die Kröpfung bedingt jedoch auch eine seitliche Gewichtverlagerung der dem gekröpften Mastabschnitt nachfolgenden Mastabschnitte, einschließlich der Schwenkgelenke und der an den Mastabschnitten befestigten Förderleitungsabschnitte. Im Ausgeklappten Zustand wirken daher hohe Querkräfte, die in den einzelnen Mastabschnitten auch Torsionsmomente hervorrufen (die aus den Torsionsmomenten resultierenden Spannungen sind insbesondere im Bereich der Kröpfung extrem hoch) und insbesondere in den Schwenkgelenken und im Bereich der Befestigung des Knickmasts am Mastbock zu hohen Biege- bzw. Kippmomenten führen. Daher müssen die einzelnen Mastabschnitte und Schwenkgelenke, aber auch die Befestigung des Knickmasts am Mastbock entsprechend stabil ausgelegt werden, was natürlich einen konstruktiven Aufwand mit sich bringt. Zudem wirkt sich der hohe konstruktive Aufwand nachteilig auf das entsprechende Gewicht des Knickmastes aus.
Aufgabe der Erfindung ist es, die entstehenden Querkräfte und Biegemomente an einem Knickmast zu verringern, um den konstruktiven Aufwand gering halten zu können. Die Aufgabenlösung soll zudem gegenüber dem bekannten Stand der Technik wirtschaftliche Vorteile bringen.
Die Aufgabenstellung wird gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1. Die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche geben sinnvolle Weiterbildungen und Ausgestaltungen an.
Durch die Schrägstellung der Schwenkgelenkachse, mit der der vorbeizuführende Mastabschnitt mit seinem einem Ende an dem unmittelbar vorausgehenden Mastabschnitt gelagert ist, wird erreicht, dass dieser Mastabschnitt in der Ruhe- bzw. Transportstellung des Knickmastes von dem vorausgehenden Knickmast seitlich weggeführt wird, d.h. sich am verbindenden Schwenkgelenk abspreizt. Die beiden Längsachsen der betreffenden Mastabschnitte schneiden sich in etwa im Schwenkgelenk und schließen einen Spreizwinkel a. ein. Werden die Mastabschnitt aus ihrer Ruhe- bzw. Transportstellung in eine Arbeitsstellung geschwenkt, richten diese sich in einer vertikalen Referenzebene, die sich im Wesentlichen lotrecht zum ersten Mastabschnitt erstreckt, aus.
Lediglich im Zustand des Ausklappens bzw. des Einklappens wirken auf den Knickmast verhältnismäßig geringe Querkräfte, wodurch insgesamt nur kleine Torsions- und Biegemomente auf die Mastabschnitte und den Mastaufbau einwirken. Die betroffenen Baukomponenten können dem geringeren Lastfall gemäß kleiner dimensioniert werden, wodurch das Gewicht, aber auch die Material- und Herstellungskosten des Knickmastes reduziert werden.
Beim Ausklappen eines Mastabschnitts um eine schräggestellte Schwenkgelenkachsen herum, nähern sich die mittels Schwenkgelenk verbundenen Mastabschnitte mit zunehmendem Schwenkwinkel dem idealen Zustand einer gemeinsamen fluchtenden Ausrichtung an, indem diese innerhalb der vertikalen Referenzebene ausgerichtet sind. Jedoch wird auch in nicht-idealen Ausrichtungszuständen hinsichtlich der resultierenden Querkräfte eine deutliche Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik erzielt.
Die Schrägstellung der Schwenkgelenkachse kann mittels eines Schrägstellungs- winkels ß erfasst werden, wobei dieser Winkel bezogen auf eine Senkrechte der Längsachse eines vorausgehenden Mastabschnitts, typischerweise auf die des ersten am Mastbock befestigten Mastabschnitts, bestimmt wird. Der Schrägstellungswin- kel kann hierzu vereinfachend in einer horizontalen Ebene erfasst werden. Der Schrägstellungswinkel ß sollte nicht größer als 22,5°, bevorzugt nicht größer als 15°, besonders bevorzugt nicht größer als 10° und insbesondere bevorzugt nicht größer als 8° sein, da sonst die resultierenden Spreizwinkel α und damit die auftretenden Torsionsmomente (bzw. Querkräfte) zu groß sind.
Der Schrägstellungswinkel ß der schräggestellten Schwenkgelenkachse kann vorteilhaft in einer horizontalen Ebene bestimmt werden, die eine senkrechte Lage zur vertikalen Referenzebene einnimmt. In diesem Fall wird nur der ebene Anteil, d.h. die Winkelprojektion der Schrägsstellung in die horizontale Ebene erfasst, bei der etwaige Neigungsanteile nicht berücksichtigt sind.
Falls der Knickmast mehr als zwei Mastabschnitte umfasst, ist es vorteilhaft, einen dem abgespreizten d.h. seitlich weggeführten Mastabschnitt nachfolgenden dritten Mastabschnitt, ebenfalls mit einer schräggestellten Schwenkgelenkachse zu lagern, sodass der abgespreizte und der daran mittels des Schwenkgelenks (mit schräggestellter Schwenkgelenkachse) gelagerte Mastabschnitt in der ausgeklappten Arbeitsstellung des Knickmastes zwar im Wesentlichen in der vertikalen Referenzebene ausgerichtet sind, jedoch in der eingeklappten Ruhe- bzw. Transportstellung der nachfolgende Mastabschnitt im Wesentlichen parallel zu dem dem abgespreizten Mastabschnitt vorausgehenden Mastabschnitt angeordnet ist.
In dem vorausgehend dargelegten Fall mehrerer schräggestellter Schwenkgelenkachsen ist es vorteilhaft, dass die Schrägstellungswinkel ß und ß' näherungsweise gleiche Winkelwerte aufweisen. Dies reduziert den Fertigungsaufwand beim Setzen der Gelenkbohrungen, erleichtert aber auch die vorausgehenden kinematischen Berechnungen. Ferner ist dadurch sichergestellt, dass der in der eingeklappten Ruhebzw. Transportstellung dem abgespreizten Mastabschnitt nachfolgende Mastabschnitt im Wesentlichen parallel zu dem dem abgespreizten Mastabschnitt vorausgehenden Mastabschnitt angeordnet ist.
Für den praktisch häufig anzutreffenden Fall, dass der Knickmast mehr als zwei Mastabschnitte umfasst, bspw. vier Mastabschnitt, ist es vorteilhaft, dass der in Ruhestellung abgespreizte, seitlich weggeführte Mastabschnitt von der Mastbefestigung am Mastbock aus gezählt, der zweite oder dritte Mastabschnitt ist. Im letzteren Fall sind dann in der Ruhe- bzw. Transportstellung der erste und zweite Mastabschnitt übereinander angeordnet, während die beiden folgenden Mastabschnitt seitlich versetzt angeordnet sind, wodurch eine vorteilhafte Gewichtsverteilung in der Ruhestellung erreicht wird. In der Ruheposition bildet die Längsachse des abgespreizten seitlich weggeführten Mastabschnitts mit der Längsachse des vorausgehenden Mastabschnitts einen Spreizwinkel a, der ebenfalls vereinfachend als ebener Winkel in einer horizontalen Ebene definiert ist. Der Spreizwinkel a. weist ungefähr den doppelten Winkelwert des Schrägstellungswinkels ß der schräggestellten Schwenkgelenkachse auf, d.h. es gelten die mathematischen Beziehungen: a »2-ß bzw. ß —all.
Damit, wie zuvor beschrieben, ein dem abgespreizten und damit seitlich weggeführten Mastabschnitt nachfolgenden dritten Mastabschnitt in der Ruhe- bzw. Transportstellung des Knickmastes parallel zu dem dem abgespreizten Mastabschnitt vorausgehenden Mastabschnitt angeordnet ist, müssen die beide Spreizwinkel a und a', d.h. die Winkel zwischen den Längsachsen des abgespreizten und dessen vorausgehenden Mastabschnitts und zwischen den Längsachsen des abgespreizten und dessen nachfolgenden Mastabschnitt, annährend den gleichen Winkelwert aufweisen. Jedoch ist es auch möglich, dass beide Spreizwinkel a und et unterschiedliche Winkelwerte aufweisen.
Der ideale Zustand einer gemeinsamen fluchtenden Ausrichtung der einzelnen Mastabschnitte eines Knickmastes, indem diese innerhalb der vertikalen Referenzebene ausgerichtet sind, setzt nicht voraus, dass die maximalen Schwenkwinkel 7 zwischen je zwei schwenkbar miteinander verbundener Mastabschnitte einen Winkelwert von 180° aufweisen. Der Knickmast kann bereits bei der Konstruktion im Hinblick auf die später zu erwartenden Anwendungsfälle derart optimiert werden, dass die maximal möglichen Schwenkwinkel γ zwischen je zwei benachbarten Mastabschnitten deutlich weniger als 180°, beispielsweise nur 90° betragen, oder deutlich mehr als 180°, beispielsweise 220° betragen. Eine jeweilige entsprechende Schwenk-Endposition der einzelnen Mastabschnitte kann konstruktiv festgelegt werden, beispielsweise durch Anschläge in den Schwenkgelenken oder durch Verwendung von Hydraulikzylindern mit entsprechenden Hublängen. Damit können Gewicht und Kosten reduziert werden. Ist eine, oder sind mehrere schräggestellte Schwenkgelenkachsen im Knickmast vorgesehen, so muss der ideale Zustand der gemeinsamen fluchtenden Ausrichtung der einzelnen Mastabschnitte, indem diese innerhalb der vertikalen Referenzebene ausgerichtet sind, auf diesen zu erwartenden Anwendungsfall abgestimmt werden. In anderen Worten formuliert müssen die Mastabschnitte eines Knickmastes, unabhängig von den individuell maximal möglichen Schwenkwinkeln, beim Ausklappen in eine Arbeitsstellung eine fluchtende Position einnehmen, in der diese innerhalb der vertikalen Referenzebene ausgerichtet sind.
Ein Ausführungsbeispiel des Knickmastes soll nachfolgend anhand der Figuren näher beschrieben und erläutert werden. Darin zeigen:
Figur 1 einen Knickmast nach dem Stand der Technik in perspektivischer Ansicht;
Figur 2 ein Schwenkgelenk eines Knickmastes nach Figur 1 in perspektivischer Darstellung;
Figur 3 ein Schwenkgelenk gemäß Figur 2 im Teilschnitt;
Figur 4 ein Schwenkgelenk gemäß Figur 2 in einer Seitenansicht;
Figur 5 ein Schwenkgelenk mit schräggestellter Schwenkgelenkachse im Teilschnitt;
Figur 6 eine vereinfachte, schematische Darstellung eines gemäß Figur
1 ausgeklappten Knickmastes, in einer perspektivischen Ansicht;
Figur 7a eine schematische Darstellung des Knickmastes gemäß Figur 6, von oben betrachtet;
Figur 7b eine schematische Darstellung des Knickmastes gemäß Figur 6 im Ruhe- bzw. Transportzustand, von oben betrachtet.
Figur 1 zeigt beispielhaft einen dem Stand der Technik entsprechenden mit 1 bezeichneten Knickmast bzw. Mastaufbau in Arbeitsstellung, der auf einem Mastbock 2 schwenkbar befestigt ist, wobei sich der Mastbock 2 typischerweise um eine vertikale Achse (z-Richtung) drehen kann. Der Mastbock 2 kann beispielsweise auf einem nicht dargestellten Lastkraftwagen eines Betonförderfahrzeuges montiert, oder aber auch auf einer stationären Anlage befestigt sein. Der Knickmast 1 setzt sich aus einzelnen hintereinander angeordneten Mastabschnitten bzw. Mastarmen 4 bis 7 zusammen. Bei dem dargestellten Knickmast 1 handelt es sich um einen vier- gliedrigen Mastaufbau. Ein Schwenkgelenk 8 verbindet jeweils zwei benachbarte Mastabschnitte. Der gezeigte viergliedrige Mastaufbau umfasst demnach drei Schwenkgelenke 8, zuzüglich eines vierten Schwenkgelenkes 8a über das der Mastaufbau selbst am Mastbock 2 angelenkt ist. Der Übersichtlichkeit halber sind in Figur 1 die weiteren Bauelemente wie z.B. die Betonförderleitung und ihre Befestigungsmittel oder die hydraulischen Schwenkzylinder und deren Anschlussleitungen und dgl. nicht dargestellt.
In eingeklappter Ruhe- bzw. Transportstellung des Knickmastes 1 ist es aus Platzgründen erforderlich, in Abhängigkeit der Länge einzelner Mastabschnitte bzw. aufgrund notwendiger Aufbauten auf dem Chassis des Betonförderfahrzeugs, dass wenigstens ein Mastabschnitt seitlich versetzt zu den anderen Mastabschnitten angeordnet wird und damit seitlich an einem anderen Mastabschnitt vorbei geführt werden muss. Diese Maßnahme dient auch zu Absenkung des Fahrzeugschwerpunktes. Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 möge in der Ruhe- bzw. Transportstellung des Knickmastes 1 der zweite Mastabschnitt 5 kompakt unter dem ersten Mastabschnitt 4 anordenbar sein, jedoch wäre kein weiterer Platz mehr vorhanden, um einen dritten Mastabschnitt 6 oder sogar einen vierten Mastabschnitt 7 unterhalb der Mastabschnitte 4 und 5 anzuordnen, sodass also zumindest der dritte Mastabschnitt 6 seitlich vorbei geführt werden muss. Hierzu weist der dritte Mastabschnitt 6 eine mit 9 bezeichnete Kröpfung auf, durch die der hintere Teil 61 des dritten Mastabschnittes und der nachfolgende vierte Mastabschnitt 7 um einen Betrag d seitlich versetzt ausgelagert sind. Durch die Kröpfung 9 kommen nunmehr beim Einklappen des Knickmastes 1 aus seiner Arbeitsstellung in die Ruhe- bzw. Transportstellung die einzelnen Mastabschnitte teilweise seitlich nebeneinander liegend in Endlage und es kann infolge der Kröpfung somit eine weitgehend kompakte Einfaltstellung erreicht werden.
Der Knickmast 1 wird in seine Transport- bzw. Ruhestellung überführt, in dem der vierte Mastabschnitt 7 unter dem dritten Mastabschnitt 6, der dritte Mastabschnitt 6 auf den zweiten Mastabschnitt 5 und der zweite Mastabschnitt 5 unter den ersten Mastabschnittes 4 geklappt wird. In der Transportstellung sind somit der zweite Mastabschnitt 5 und der dritte Mastabschnitt 6 unterhalb des ersten Mastabschnittes 4 angeordnet, wobei der unterste dritte Mastabschnitt 6 an seiner Kröpfung 9 seitlich aus dem Stapel heraustritt und auf dessen versetzten hinteren Mastabschnitt 61 der vierte Mastabschnitt 7 aufliegt. Hierbei handelt es sich nur um eine exemplarische Anordnung, die je nach Ausführung des Knickmastes abweichend sein kann. Ziel ist einerseits die Reduktion von Stapelhöhe, andererseits aber auch eine Optimierung hinsichtlich des Schwerpunktes.
Figur 2 zeigt die mögliche Ausführungsform eines Schwenkgelenkes 8 in einer perspektivischen Darstellung, mittels dessen zwei benachbarte Mastabschnitte, hier exemplarisch mit A und B bezeichnet, schwenkbar miteinander verbunden sind. Der Mastabschnitt A weist eine Endgabelung 10 auf, in der das stabartig ausgebildete Endstück des benachbarten Mastabschnittes B aufgenommen ist. Die seitlichen Innenflächen der Endgabelung 10 dienen hierbei gleichzeitig als Führung um ein Verkippen entgegen der Schwenkrichtung zu verhindern. Die Fixierung der beiden verbunden Mastabschnitte A und B erfolgt durch einen Gelenkbolzen bzw. Gelenkzapfen 11 (vgl. Figur 3), der innerhalb einer Gelenkbuchse bzw. -bohrung 15 angeordnet ist, von der in Figur 2 lediglich das Gelenkauge 12 sichtbar ist.
Wie aus Figur 2 ferner hervorgeht, können die beiden miteinander verbundenen exemplarischen Mastabschnitte A und B eine Schwenkbewegung um eine Schwenkgelenkachse 13 ausführen. Die Schwenkgelenkachse 13 ist identisch mit der Mittellinie des Gelenkbolzens 1 1 und mit der Mittellinie der Gelenkbuchse 15 und verläuft senkrecht zu der gemeinsamen Mittellinie 14. Die momentane Position der beiden Mastabschnitte A und B zueinander kann mit einem Schwenkwinkel γ beschrieben werden.
Figur 3 zeigt das Knickmastgelenk der Figur 2 im Teilschnitt aus einer vertikalen Richtung betrachtet (von oben entgegen der z-Richtung gemäß Figur 1). Der Gelenkbolzen 1 1 für beide Mastabschnitte A und B ist innerhalb einer Gelenkbuchse bzw. -bohrung 15 angeordnet und in bekannter Weise gesichert ist. Durch die inneren seitlichen Führungsflächen der Endgabelung 10 des Mastabschnittes A wird das Endstück des gelagerten Mastabschnittes B quer zur Schwenkrichtung ausgerichtet und geführt, sodass die beiden Mastabschnitte A und B unabhängig von einem momentanen Schwenkwinkel stets entlang einer gemeinsamen Längsachse 14 fluchten. Die Schwenkgelenkachse 13 und die gemeinsame Längsachse 14 sind stets rechtwinklig zueinander.
Figur 4 zeigt das Schwenkgelenk 8 der Figur 2 und 3 in einer Seitenansicht, d.h. gemäß Figur 1 aus einer horizontalen Richtung betrachtet. Die beiden schwenkbar miteinander verbundenen Mastabschnitte A und B nehmen hier einen Schwenkwinkel γ von 180° zueinander ein, wodurch die betreffenden Mastabschnitte maximal von einander beabstandet sind. In der Praxis beträgt der maximale Schwenkwinkel häufig weniger oder auch mehr als 180°. Der maximale Schwenkwinkel kann durch konstruktive Maßnahmen bestimmt sein, bspw. mittels Endanschläge im Schwenkgelenk oder durch die maximale Hublänge des betätigenden Hydraulikzylinders.
Bei dem bisher beschriebenen Stand der Technik besteht das Problem, dass die Kröpfung beim Ausklappen und maßgeblich in der Arbeitsstellung des Knickmastes hohe gewichtsbedingte Querkräfte hervorruft, die sich aus dem seitlichen Versatz der Mastabschnitte um den Betrag d (gemäß Fig. 1) ergeben. Die Querkräfte verursachen in den Mastabschnitten, insbesondere im Bereich der Kröpfung 9, hohe Torsionsmomente, führen aber auch zu Biegemomenten und zu einem resultierenden, auf den gesamten Knickmast 1 einwirkenden Kippmoment. Daher müssen die betroffenen Mastabschnitte besonders steif und damit schwer ausgeführt werden. Ebenso müssen die Schwenkgelenke 8 und die Befestigung des Knickmastes 1 am Mastbock 2 für diese hohen Belastungen ausgelegt werden. Hieraus ergibt sich ein hoher konstruktiver und materieller Aufwand, der auch ein hohes Gesamtgewicht des Knickmastes 1 und des Mastbocks 2 bedingt.
Die Figur 5 zeigt die erfϊndungsgemäße Ausführungsform mit einem Schwenkgelenk 81 mit schräggestellter Schwenkgelenkachse 131. In der hier gezeigten Dar- Stellung nehmen die beiden exemplarischen Mastabschnitte A und B eine Position gemäß Figur 4 ein, dass heißt der Schwenkwinkel γ beträgt annähernd 180°, wobei die beiden Mastabschnitte A und B in dieser Position gemäß der Darstellung in Figur 5 entlang einer gemeinsamen Längsachse 14 fluchten. Die Gelenkbohrung 151 ist hier so ausgeführt, dass ihre Mittellinie, die der Schwenkgelenkachse 131 entspricht, einen nicht-senkrechten Winkel zu der gemeinsamen Längsachse 14 einnimmt. Wird der in der Gabelung 10 aufgenommene Mastabschnitt B um die schiefe Schwenkgelenkachse 131 herum geschwenkt, bewegt sich dieser schief im Raum und damit außerhalb einer vertikalen Referenzebene die sich lotrecht zur gemeinsamen Längsachse 14 erstreckt. Beim Schwenken des Mastabschnittes B aus seiner mit dem Mastabschnitt A fluchtenden Position (gemäß Figur 5) bewegt dieser sich demnach in eine ihn seitlich zum Mastabschnitt A versetzende Position. Auf den Knickmast 1 übertragen bedeutet dies, dass ein zunächst in der Arbeitsstellung mit den vorausgehenden Mastabschnitten fluchtender Mastabschnitt beim Einklappen in die Ruhe- bzw. Transportposition eine Lageposition einnimmt, in der dieser zu den vorausgehenden Mastabschnitten seitlich vorbei geführt, genau genommen weggeführt ist. Auf die nachteilbehaftete Kröpfung dieses Mastabschnittes kann demnach verzichtet werden. Auf den insgesamt komplexen Mechanismus soll nachfolgend näher eingegangen werden.
Der komplizierte Bewegungsablauf beim Ein- und Ausklappen des Knickmastes 1 kann vereinfacht anhand der Figuren 6, 7a und 7b beschrieben werden. Die Figur 6 zeigt schematisch in einer perspektivischen Ansicht einen ausgeklappten Knickmast gemäß Figur 1 mit insgesamt vier Mastabschnitten 4 bis 7. Aus einer vertikalen Richtung betrachtet (entgegen der z-Achse des Raumkoordinatensystems) sind alle vier Mastabschnitte 4 bis 7 fluchtend entlang einer gemeinsamen Längsachse 14 angeordnet, wie in Figur 7a dargestellt. Lotrecht zu dieser gemeinsamen Längsachse 14, mindestens jedoch lotrecht zur Längsachse des ersten Mastabschnittes 4, kann eine vertikale Ebene aufgespannt werden, die als vertikale Referenzebene 16 bezeichnet werden kann. In dem dargestellten Beispiel der Figur 6 verläuft die vertikale Referenzebene nur zufällig entlang der y-Achse des Raumkoordinatensystems. Bei einem Knickmast mit Schwenkgelenken herkömmlicher Ausführung gemäß des Beispiels der Figuren 2 bis 4, bewegen sich die Mastabschnitte 4 bis 7 beim Ein- und Ausklappen ausschließlich innerhalb der vertikalen Referenzebene 16. Weist der Knickmast gekröpfte Mastabschnitte auf, so bewegen sich die versetzten Mastabschnitte beim Ein- und Ausklappen ausschließlich in parallelen Ebenen zu der vertikalen Referenzebene 16. Wie bereits beschrieben resultieren aus den versetzten Mastabschnitten Querkräfte, die zu Torsionsmoment-, Biegemoment- und Knickmomentbelastungen führen.
Bei einem Knickmast 1 , der ein Schwenkgelenk 81 mit schräggestellter Schwenkgelenkachse 131 umfasst (gemäß dem Beispiel der Figur 5), bewegt sich der um diese schräggestellte Schwenkgelenkachse 131 geschwenkte, dem exemplarischen Mastabschnitt B entsprechende Knickmastabschnitt schief zu der vertikalen Referenzebene 16, wobei sich die Schieflage während der Schwenkbewegung kontinuierlich verändert. Nur in einer vorher festgelegten Lageposition, die beispielsweise durch den Schwenkwinkel γ zum vorausgehenden Mastabschnitt beschrieben werden kann, befinden sich diese beiden Mastabschnitte innerhalb der vertikalen Referenzebene 16, also in einer idealen fluchtenden Arbeitsstellung. Beim Einklappen des Knickmastes aus seiner Arbeits- in seine Ruhe- bzw. Transportstellung spreizt sich der um die schräggestellte Schwenkgelenkachse 131 geschwenkte, dem exemplarischen Mastabschnitt B entsprechende Knickmastabschnitt in einem Spreizwinkel a von dem vorausgehenden Mastabschnitt ab, wird also von diesem seitlich weggeführt. Dies bedeutet, dass der dem Mastabschnitt B entsprechende Knickmastabschnitt im Wesentlichen langgestreckt, d.h. ohne Kröpfung ausgebildet werden kann, wodurch die mit der Kröpfung einhergehenden Nachteile entfallen. Als Folge der nicht auftretenden Querkräfte können die Mastabschnitte entsprechend weniger steif ausgeführt werden, wodurch Gewicht, Fertigungsaufwände und Kosten reduziert werden. Gleiches gilt für die Befestigung des Knickmastes 1 am Mastbock 2, die aufgrund eines verringerten seitlichen Kippmomentes des Knickmastes 1 entsprechend kleiner gestaltet werden kann. Die Figuren 7a und 7b verdeutlichen am Beispiel eines viergliedrigen Knickmastes 1 , welche Position der dritte, in diesem Fall nicht gekröpfte Mastabschnitt 6 in der Arbeitsstellung (Figur 7a) und in der Ruhe- bzw. Transportstellung (Figur 7b) einnimmt. In der Arbeitsstellung ist infolge der schräggestellen Schwenkgelenkachse 131 der dritte Mastabschnitt 6 mit den vorausgehenden Mastabschnitten 4 und 5 entlang einer gemeinsamen Längsachse 14 fluchtend, und damit auch innerhalb der vertikalen Referenzebene 16 (vgl. Figur 6) ausgerichtet. Dadurch entfallen die aus einer Kröpfung des Mastabschnitts resultierenden Querkräfte. In seiner Ruhe- bzw. Transportposition steht hingegen derselbe Mastabschnitt 6 infolge der schräggestellten Schwenkgelenkachse 131 von seinem vorausgehenden Mastabschnitt 5 in einem Spreizwinkel a. ab. Dadurch wird dieser am vorausgehenden Mastabschnitt vorbeigeführt, genau genommen von diesem weggeführt. Die Schrägstellung der Schwenkgelenkachse 131 vermeidet demnach die mit der Kröpfung 9 verbundenen Nachteile. Hierdurch wird Material und Gewicht eingespart und Fertigungsaufwand reduziert.
Während bei der Kröpfung die Querkräfte permanent voll wirksam sind, also auch beim Ein- und Ausklappen des Knickmastes 1 , verringern sich bei der erfindungsgemäßen Lösung mit schräggestellten Schwenkgelenkachse 131 die von dem abgespreizten Mastabschnitt herrührenden Querkräfte während des Ausklappvorgangs kontinuierlich und sind in der idealen Arbeitsstellung praktisch nicht mehr vorhanden. Mit dem erfindungsgemäßen Knickmast 1 tritt demnach gegenüber dem Stand der Technik hinsichtlich der Querkräfte und der daraus resultierenden Momente auch dann eine deutliche Verbesserung ein, wenn der Knickmast in einer Mastabschnittsanordnung betrieben wird, die nicht der idealen Arbeitsstellung entspricht.
Da dem dritten Mastabschnitt 6 in dem Beispiel der Figuren 7, 7a und 7b ein weiterer vierter Mastabschnitt 7 folgt, ist es zweckdienlich, diesen ebenfalls mittels einer schräggestellten Schwenkgelenkachse zu lagern. In der Ruhe- bzw. Transportposition des Knickmastes 1 stellt sich somit der vierte Mastabschnitt 7 gemäß der Darstellung in Figur 7b zu dem bereits schräg verlaufenden dritten Mastabschnitt 6 mit einem Spreizwinkel α' ab und verläuft damit wieder im Wesentlichen parallel zu dem ersten bzw. zweiten Mastabschnitt 4 bzw. 5. Im Falle, dass der zweite Mastabschnitt eines mehrgliedrigen Knickmastes mittels schräggestellter Schwenkgelenkachse am vorausgehenden ersten Mastabschnitt gelagert ist, gilt sinngemäßes für den nachfolgenden dritten Mastabschnitt. Ein sonst gekröpfter Mastabschnitt wird demnach erfindungsgemäß im Wesentlichen gerade ausgeführt, dafür aber mit schräggestellten Schwenkgelenkachsen 131 in den Knickmast 1 eingebunden.
Die Figur 7a verdeutlicht ferner die Definition der ebenen Schrägstellungswinkel ß und ß', den die schrägestellten Schwenkgelenkachsen 131 zu den Senkrechten einer gemeinsamen Längsachse 14 einnehmen, wobei die gemeinsame Längsachse 14 zumindest einer Verlängerung der Längsachse des ersten Mastabschnitts (4) entspricht. Die Schrägstellungswinkel ß und ß' werden vereinfachend in einer horizontalen Ebene bestimmt, wobei sich diese horizontale Ebene defϊnitionsgemäß senkrecht zur vertikalen Referenzebene 16 erstreckt. Die Schwenkgelenkachsen 13 eines herkömmlichen Schwenkgelenks 8, gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figuren 2 bis 4, entsprechen ebenfalls den Senkrechten der gemeinsamen Längsachse 14.
Der Schrägstellungswinkel ß entspricht typischerweise dem halben Spreizwinkel a (vgl. Figur 7b), unter der Voraussetzung, dass der durchschrittene Schwenkwinkel γ der mittels dieses Schwenkgelenks 81 verbundenen Mastabschnitte beim Ein- bzw. Ausklappen ungefähr 180° entspricht. Gleiches gilt für die Beziehung des Winkels ß' zu a\
Da es gemäß obiger Ausführungen zweckdienlich ist, einen dem abgespreizten Mastabschnitt nachfolgenden Mastabschnitt ebenfalls mittels einer schräggestellten Schwenkgelenkachse 131 zu lagern, sollten in diesem Fall ideal erweise die beiden Schrägstellungswinkel ß und ß' den selben Winkelwert aufweisen, wie in Figur 7a dargestellt. In diesem Fall ergeben sich gleiche Spreizwinkel α und a\ sodass der betreffende nachfolgende Mastabschnitt in seiner Ruhe- bzw. Transportposition wieder im Wesentlichen zu seinem vorausgehenden, insbesondere zu dem ersten Mastabschnitt 4 parallel angeordnet ist. Dies gilt jedoch zunächst einschränkend nur für den Fall, dass die durchschrittenen Schwenkwinkel γ beim Ein- bzw. Aus- klappen an den beiden betreffenden Schwenkgelenken 81 gleich sind. Sollten die Schwenkwinkel unterschiedlich sein, müssten die Schwenkgelenkachsen 131 bei gleichem Schrägstellungswinkel ß und ß' zusätzlich unterschiedlich geneigt werden, um gleiche Spreizwinkel α und α' zu erreichen.
Die Orientierung der Schrägstellungswinkel ß und ß' ergibt sich aus der Ein- bzw. Ausklappfolge der betreffenden Mastabschnitte. Typischerweise sind die Schrägstellungswinkel ß und ß' gleich orientiert, können jedoch auch eine unterschiedliche Orientierung aufweisen.
Schließlich sollte noch betont werden, dass die Schwenkgelenke 81 mit schräggestellter Schwenkgelenkachse 131 insgesamt auf den veränderten Schwenkmechanismus ausgelegt werden müssen. Das Ausführungsbeispiel der Figur 5 weist beispielsweise ein Spiel auf, in Form eines Spalts zwischen dem Endstück des Mastabschnitts B und der Endgabelung 10 des Mastabschnitts A. Um auch bei dieser Ausführungsform ein Verkippen der um die schräggestellten Schwenkgelenkachse 131 geschwenkten Mastabschnitte A und B entgegen der Schwenkrichtung zu verhindern, ist eine Führungsanordnung 17 vorgesehen, welche die auch für dieses Schwenkgelenk gleichfalls erforderlichen seitlichen Führungsflächen bereit stellt. Eine erste Führungsfläche einer solchen Führungsanordnung kann beispielsweise einteilig mit der Gabelung 10 des Mastabschnitts A ausgebildet sein, die entsprechende Gegenfläche kann einteilig mit dem stabartig ausgebildeten Endstück des Mastabschnitts B ausgebildet sein. Die Führungsanordnung 17 kann auch aus mehreren Distanzscheiben aufgebaut sein, die entsprechend gestaltete schräge Flächen aufweisen. Auch andere Ausführungsformen sind möglich.
Für eine praxisgerechte Ausführung eines Knickmastes 1 mit schräggestellter Schwenkgelenkachse bzw. schräggestellten Schwenkgelenkachsen 131 , sollten die Schrägstellungswinkel ß und ß' einen Maximalwert von 10°, bevorzugt von 8° nicht übersteigen. Dies ergibt eine etwa doppelt so großen Spreizwinkel α bzw. a\ was sich derzeit als praktikabler Wert erweist.

Claims

Patentansprüche
1. Knickmast (1) für eine Dickstoffförderanlage, insbesondere für eine Betonförderanlage, mit wenigstens zwei miteinander mittels eines Schwenkgelenks (8) verbundener, im Wesentlichen entlang einer Längsachse (14) langgestreckter Mastabschnitte (A, B), wobei ein (zweiter) Mastabschnitt (B) in Bezug auf einen unmittelbar vorausgehenden (ersten) Mastabschnitt (A) aus einer eingeklappten Ruhe- bzw. Transportstellung des Knickmastes (1), in der dieser an dem vorausgehenden (ersten) Mastabschnitt (A) teilweise seitlich vorbei geführt ist, in eine ausgeklappte Arbeitsstellung verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der teilweise seitlich vorbei geführte (zweite) Mastabschnitt (B) mit seinem einen Ende über eine schräggestellte Schwenkgelenkachse (131) an dem unmittelbar vorausgehenden (ersten) Mastabschnitts (A) derart gelagert ist, dass die beiden Mastabschnitte (A, B) in der ausgeklappten Arbeitsstellung des Knickmastes (1) im Wesentlichen in einer vertikalen, zur Längsachse (14) des vorausgehenden (ersten) Mastabschnittes lotrechten Referenzebene (16), ausgerichtet sind, und in der eingeklappten Transportstellung der vorbei geführte (zweite) Mastabschnitt (B) zu dem vorausgehenden (ersten) Mastabschnitt (A) unter einem definierten Spreizwinkel (α) weggeführt ist.
2. Knickmast (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die schräggestellte Schwenkgelenkachse (131 ) mit einer Senkrechten zur Längsachse (14) des ersten Mastabschnittes (A) bzw. deren Verlängerung einen Schrägstellungswinkel (ß) bildet, der maximal 10°, bevorzugt maximal 8° beträgt, wobei der Schrägstellungswinkel (ß) in einer horizontalen Ebene bestimmt ist.
3. Knickmast (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem anderen Ende des teilweise seitlich weggeführten (zweiten) Mastabschnitts (B) ein nachfolgender (dritter) Mastabschnitt über eine ebenfalls schräggestellte Schwenkgelenkachse (131) derart gelagert ist, dass der seitlich weggeführte (zweite) und der nachfolgende (dritte) Mastabschnitt in der ausgeklappten Arbeitsstellung des Knickmastes (1 ) im Wesentlichen in der vertikalen Referenzebene ausgerichtet sind, und in der eingeklappten Transportstellung der nachfolgende (dritte) Mastabschnitt im Wesentlichen parallel zu dem vorausgehenden (ersten) Mastabschnitt (B) angeordnet ist, wobei die Längsachse des seitlich weggeführten (zweiten) Mastabschnitts mit der Längsachse des nachfolgenden (dritten) Mastabschnitts einen zweiten Spreizwinkel (α') beschreibt.
4. Knickmast (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spreizwinkel (α) ungefähr doppelt so groß ist wie der Schrägstellungs- winkel (ß) und dass der zweite Spreizwinkel (α')ungefähr doppelt so groß ist wie ein korrespondierender zweiter Schrägstellungswinkel (ß').
5. Knickmast (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägstellungswinkel (ß, ß') für beide schräggestellten Schwenkgelenkachsen (131 ) gleich sind und insbesondere einen Winkelwert gemäß Anspruch 2 aufweisen.
6. Knickmast (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Knickmast (1) mindestens drei Mastabschnitte umfasst, wobei der seitlich weggeführte Mastabschnitt von der Mastbefestigung aus gezählt der zweite (5), insbesondere der dritte (6) Mastabschnitt ist.
7. Knickmast nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsstellung des Knickmastes (1 ), in der die Mastabschnitte im Wesentlichen in einer vertikalen Referenzebene (16) ausgerichtet sind, konstruktiv festgelegt ist, indem den einzelnen Mastabschnitten eine jeweilige Endposition für ihre Schwenkbewegung zugewiesen ist.
8. Dickstoffförderanlage, insbesondere Betonförderanlage, mit mindestens einer Pumpe zur Dickstoffförderung und einer Dickstoffförderleitung, die an einem Knickmast (1) angeordnet ist, wobei der Knickmast (1) aus gelenkig miteinander verbundenen Mastabschnitten (4, 5, 6, 7) aufgebaut ist, gekennzeichnet durch einen Knickmast (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
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