EP3622132B1 - Verteilermast für mobile betonpumpen mit gelenken für nebeneinanderliegende arme und mobile betonpumpe - Google Patents

Verteilermast für mobile betonpumpen mit gelenken für nebeneinanderliegende arme und mobile betonpumpe Download PDF

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EP3622132B1
EP3622132B1 EP18725449.5A EP18725449A EP3622132B1 EP 3622132 B1 EP3622132 B1 EP 3622132B1 EP 18725449 A EP18725449 A EP 18725449A EP 3622132 B1 EP3622132 B1 EP 3622132B1
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EP
European Patent Office
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boom
joint
arm
arms
distribution
Prior art date
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EP18725449.5A
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English (en)
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EP3622132A1 (de
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Ansgar MÜLLER
Thomas GREULE
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Putzmeister Engineering GmbH
Original Assignee
Putzmeister Engineering GmbH
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Publication date
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Application filed by Putzmeister Engineering GmbH filed Critical Putzmeister Engineering GmbH
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    • E04G2021/049—Devices for both conveying and distributing concrete mixing nozzles specially adapted for conveying devices

Definitions

  • the invention relates to a placing boom for a concrete pump with at least two boom arms and a mobile concrete pump with a corresponding placing boom.
  • Mobile concrete pumps regularly have a boom arranged on a mobile substructure with a delivery line running along it, through which flowable concrete can be pumped.
  • the boom comprises several boom arms which can be pivoted relative to one another about pivot axes in each case transversely to the longitudinal direction of the boom arms.
  • the specified maximum height can, for example, correspond to the usual clearance heights in road traffic, so that the mobile concrete pump can also move under bridges and through road tunnels.
  • the object of the present invention is to create a placing boom for a concrete pump and a mobile concrete pump which is improved over the prior art.
  • the invention relates to a placing boom for a concrete pump comprising at least inter alia a first and a second boom arm, the first and second boom arms being connected to one another via a joint and being pivotable about a pivot axis relative to one another via the joint, a concrete delivery line along the boom arms is provided, and wherein the joint connects the first and the second mast arm offset to one another in the axial direction of the pivot axis in such a way that the respective supporting structure of the two mast arms intersect a separation plane running between the first and second mast arms perpendicular to the pivot axis only in the joint, with a hydraulic cylinder is arranged on one mast arm, which is connected to the other mast arm via one or more coupling rods in such a way that the hydraulic cylinder a relative pivoting movement of the two mast arms to one another about the pivot axis of the joint can be effected.
  • the invention further relates to a mobile concrete pump with a placing boom according to the invention.
  • load-bearing structure of a mast arm denotes that part of the structure of a mast arm which essentially absorbs the loads acting on the mast arm when the placing boom is used properly.
  • the supporting structure of a mast arm is designed as a hollow profile.
  • the load-bearing structure of a mast arm does not include, in particular, add-on parts or extensions of the load-bearing structure that absorb no or only insignificant forces in the event of loads acting on the mast arm.
  • a concrete delivery line guided along a mast arm can be guided at least in sections on the outside of the mast arm and / or run in its interior.
  • the supporting structures of the both mast arms do not interfere with each other.
  • the load-bearing structures of the mast arms themselves do not limit the relative pivoting movement to one another. In principle, however, there are restrictions on the pivoting movement that result from the joint or the kinematic chain for controlling the pivoting movement.
  • a hydraulic cylinder is used as a kinematic chain for pivoting the mast arms relative to one another arranged on one of the mast arms, which is connected to the other mast arm and the lateral projection via one or more coupling rods in such a way that the hydraulic cylinder can cause the two mast arms to pivot relative to one another about the pivot axis of the joint. It is of course also possible that the hydraulic cylinder is supported by a second hydraulic cylinder arranged parallel to it, wherein the two hydraulic cylinders can each be dimensioned smaller than a single hydraulic cylinder with a comparable lifting force.
  • the parts of the mast arm that do not belong to the supporting structure can be designed or arranged in such a way that, although they intersect the parting plane, they do not imply any (additional) restriction on the pivoting movement.
  • the two mast arms as a whole - that is, not just their supporting structures - do not intersect a parting plane running between the first and the second mast arm perpendicular to the pivot axis, apart from the joint.
  • the load-bearing structures of the two boom arms lie next to one another in the horizontal direction due to the previously described parting plane, but can easily be arranged so as to overlap in the vertical direction.
  • a placing boom according to the invention can be put together more compactly. Starting from a comparable boom with a cranked boom arm, the installation space required for the collapsed state can therefore be reduced with a placing boom according to the invention while maintaining the same overall length.
  • an additional boom arm can be provided, whereby the Can increase the total length of the placing boom compared to a comparable boom with a cranked boom according to the prior art.
  • a cranking of an extension arm which is customary in the prior art, can be completely dispensed with.
  • all of the boom arms of the placing boom according to the invention are expected to have any special torsional loads caused by a crank, all of the boom arms can be designed with a view to the bending loads primarily acting on them.
  • the load-bearing structure of a non-cranked mast arm can be designed with a comparable rigidity and load-bearing capacity with a smaller cross-section and therefore lighter.
  • the joint has a lateral projection arranged on the second mast arm, which protrudes beyond the first mast arm, and the two mast arms are pivotably connected to one another via this lateral projection.
  • the lateral projection accordingly protrudes beyond the plane of separation between the two mast arms, while the respective supporting structure of the mast arms continues to intersect the plane of separation only in the joint.
  • the final connection between the two mast arms or between the first mast arm and the projection of the second mast arm can be made comparable to the prior art, in which the extension arms in the area of the joint lie in a common plane perpendicular to the pivot axis.
  • the hinge pin can be made shorter and has to absorb lower loads the design of the joint comprising a projection on the second mast arm usually has a weight advantage.
  • the joint has at least one hollow joint bolt arranged axially to the pivot axis for the passage of fresh concrete from a concrete delivery line on the first mast arm to a concrete delivery line on the second mast arm.
  • the fresh concrete is passed through directly along the pivot axis, there is no need for an expensive coupling or a flexible hose line, which is unfavorable for pumping concrete, for transferring fresh concrete between the concrete delivery lines of the two boom arms.
  • the joint also preferably comprises two joint pins arranged axially along the pivot axis. If two hinge pins - or in other words a split hinge pin - are provided, it is sufficient if only the hinge pin closer to the parting plane is a hollow hinge pin. The other hinge pin, on the other hand, does not necessarily have to be made hollow. The passage of fresh concrete is then only provided through the hinge pin which is closer to the parting plane.
  • the hydraulic cylinder is arranged on the first mast arm. Since the coupling rods of the kinematic chain engage a projection arranged on the second mast arm, the joint kinematics can be designed to act exclusively perpendicular to the pivot axis. As a result, lateral bending loads on the kinematic chain for pivoting the mast arms can be kept low.
  • the joint comprises two joint pins arranged axially along the pivot axis, lateral bending loads can occur the kinematic chain can be further reduced if a coupling rod connected directly to the other (preferably the second) mast arm or the projection arranged on the second mast arm is arranged between the two hinge pins.
  • the concrete delivery line of one (preferably the first) extension arm runs in the area of the kinematic chain between the hydraulic cylinder and the parting plane. This ensures that the concrete delivery line cannot collide with the hydraulic cylinder, as a result of which the pivoting range of the joint may be restricted or coupling rods that are not optimally adapted to the force transmission may be required.
  • the at least one hollow hinge pin preferably has a free inner diameter of 80 to 200 mm.
  • a corresponding inside diameter is sufficient for the passage of fresh concrete or the passage of a conveyor line section designed for this purpose.
  • an exchangeable conveying line section is arranged in the at least one hollow hinge pin. Since the fresh concrete is not guided directly along the inner wall of the hollow hinge pin, wear and tear on the hinge pin, which would require an expensive replacement, can be avoided. Rather, the conveyor line section running in the hinge pin can be exchanged if necessary.
  • the conveying line section is preferably rotatably coupled to the conveying lines of the mast arms.
  • the joint preferably has a maximum pivot angle - that is, the angle between the two end positions of the joint - of more than 150 °, more preferably of more than 175 °.
  • the distribution mast comprises more than two mast arms
  • the distribution mast is preferably designed as an articulated arm. All the mast arms of the distribution mast are then connected to one another via joints, so that two adjacent mast arms can be pivoted relative to one another about a common pivot axis.
  • Figure 1a-c is a mobile concrete pump 1 with placing boom 2 in plan view ( Figure 1b ) and the two associated side views ( Figures 1a, c ) shown schematically.
  • the mobile concrete pump 1 is a truck-mounted concrete pump in which the placing boom 2 is rotatably attached to a mobile substructure 3.
  • the placing boom 2 can be opened and for this purpose comprises several boom arms 4 that can be pivoted relative to one another about joints 5.
  • a concrete delivery line is provided along the boom arms 4 through which fresh concrete can be conveyed with the aid of a concrete pump arranged in the substructure 3.
  • the placing boom 2 comprises a total of five boom arms 4.1, 4'.2, 4 ".3, 4.4, 4.5, which are folded in RZ - as in Figure 1 shown - can be folded up, the lowest mast arm 4.1 being pivotably attached to the rotating head 6.
  • the supporting structures of the lower two mast arms 4.1, 4'.2 lie completely next to the supporting structures of the upper three mast arms 4 ′′ .3, 4.4, 4.5 (see FIG Figure 1b ), whereby according to their sequence each adjacent mast arms 4 are pivotably connected to one another via a joint 5, that is mast arm 4.1 with mast arm 4'.2, 4'.2 with 4 ".3, etc.
  • the mast arms 4 lie between the Pivot legs 11 which, together with support legs (not shown) in the front area of the substructure 3, ensure that the mobile concrete pump 1 is more secure when the placing boom 2 is unfolded.
  • FIG Figure 2a The position of the respective supporting structure of the individual mast arms 4 in the folded state is also shown in FIG Figure 2a clearly, in which a schematic sectional view through the concrete pump 1 according to Figure 1 is shown.
  • a dividing plane 90 which is not supported by any supporting structure of the mast arms 4 and in particular not is cut from the supporting structure of the mast arms 4'.2 and 4 ".3.
  • FIG Figure 2a The cuboid installation space that is taken up by the mast arms 4 of the mast arm 2 according to the invention in the folded state is shown in FIG Figure 2a indicated by the dash-dotted line 91.
  • FIG Figure 2b the installation space 91 of a boom 100 according to the prior art is shown.
  • the boom 100 also has five boom arms 101, of which it can be assumed that they have identical lengths to the mast arms 4, so that the boom 100 basically has the same maximum height as that in FIG Figures 1 and 2a can achieve shown placing boom.
  • the middle boom 101 ' is cranked so that the two outer boom arms 101 come to lie in a plane next to the lower two boom arms 101 in the folded state. Due to the cranking of the central cantilever arm 101 ′ provided in the prior art, however, a comparatively large installation space 91 is required, due to the not inconsiderable unused areas 102 within the installation space.
  • a placing boom 2 according to the invention can save a considerable amount of installation space 91.
  • This saving in installation space then also offers the possibility of providing additional mast arms 4, if necessary, without the installation space 91 increasing in an inadmissible manner, in particular with regard to the total height of the concrete pump 1.
  • a corresponding example is in Figure 2c outlined, in which in comparison to the embodiment according to Figure 2a or according to the state of the art Figure 2b an additional sixth mast arm 4.6 is provided.
  • the invention provides that the load-bearing structure of two adjacent mast arms - in the illustrated embodiment those of the mast arms 4'.2 and 4 ".3 - are connected to one another via a joint in such a way that between a parting plane 90 can be found for them, which runs perpendicular to the common pivot axis 92 and which is not intersected by the respective supporting structure of the two mast arms 4'.2 and 4 ".3. That none of the other boom arms 4.1, 4.4, 4.5 and possibly 4.6 intersects the separation plane 90 either (cf. Figures 2a and c ), is advantageous but not absolutely necessary.
  • FIGs 3 to 5 different variants of joints 5 are shown, how the mast arms 4'.2 and 4 ".3 can be pivotably connected to one another so that the above requirements are met.
  • the mast arm 4'.2 is also generalized as the first mast arm 4 'and the mast arm 4 ".3 is referred to as the second mast arm 4" in order to make it clear that the joints 4 shown do not necessarily (only) have to or can be arranged between the mast arms 4'.2, 4 ".3.
  • the two mast arms 4 and in particular their respective supporting structure run parallel to the parting plane 90 and do not intersect it.
  • a joint pin 7 extending axially to the pivot axis 92 is arranged, via which the two mast arms 4 are pivotably connected to one another.
  • the hinge pin 7 extends through both mast arms (see sectional view Figure 3c ) and is rotatably mounted in the first mast arm 4 ', while it is rotationally fixed with respect to the second mast arm 4 ".
  • a kinematic chain 20 comprising a hydraulic pressure cylinder 21, coupling rod 22, articulation lever 23 and guide rod 24 is provided for the pivoting movement.
  • the articulation lever 23 is non-rotatably attached to the hinge pin 7 so that a pivoting movement of the articulation lever 23 relative to the first mast arm 4 'results in a pivoting movement of the second mast arm 4 ′′ Articulation lever 23 are applied so that the desired pivoting movement is effected.
  • the hinge pin 7 is hollow with an inner diameter of 150 mm for the passage of fresh concrete, with an exchangeable conveyor line section 8 being arranged through the hinge pin 7, via which a concrete conveyor line 9 'on the first mast arm 4' with a concrete conveyor pipe 9 "on the second mast arm 4 "is connected.
  • the conveying line section 8 is rotatably attached with respect to the concrete conveying lines 9 ', 9 ".
  • the joint variant in Figure 4 comprises a projection 10 arranged on the second mast arm 4 ′′, which protrudes beyond the first mast arm 4 ′ in the area of the joint 5. Away from the joint 5, the dividing plane 90 continues through the two mast arms 4 ′, 4 ′′ and thus in particular through their load-bearing structure not cut.
  • the two mast arms 4 ', 4 are connected to one another via the projection 10 by two hinge pins 7 so that they can pivot about the pivot axis 92.
  • Both hinge pins 7 are hollow so that an exchangeable conveyor line section 8 for connecting the concrete delivery lines 9', 9" to both mast arms 4 ', 4 "can be passed through both hinge pins.
  • the kinematic chain 20 for the pivoting movement of the two mast arms 4 ′, 4 ′′ with respect to one another is arranged within the first mast arm 4 ′ and comprises - as in particular in the sectional view Figure 4d - a hydraulic pressure cylinder 21, coupling rod 22 and guide rod 24.
  • the pressure cylinder 21 and guide rod 24 are rotatably attached to the first mast arm 4 ', while the coupling rod 22 engages the projection 10.
  • force can be applied to the projection 10 in order to bring about a pivoting movement of the second mast arm 4 ′′ with respect to the first mast arm 4 ′.
  • the projection 10 and thus the second mast arm 4 ′′ are mounted pivotably with respect to the first mast arm 4 ′ via two hollow hinge pins 7 arranged along the pivot axis 92.
  • the kinematic chain 20 is arranged completely in the area of the first mast arm 4 'and the projection 10 and comprises, in addition to two parallel coupling rods 22 and a guide rod 24, a hydraulic pulling cylinder 21'.
  • the pull cylinder 21 ' is connected to the projection 10 via the two coupling rods 22, the connection point between the pull cylinder 21' and coupling rods 22 being guided through the guide rod 24.
  • both hinge pins 7 are hollow in this embodiment, the concrete delivery line 9 'of the first mast arm 4' is placed in the area of the joint 5 and in particular the kinematic chain 20 between the hydraulic cylinder 21 'and the parting plane 90, so that the delivery line section 8 to Fresh concrete is passed through only through the hinge pin 7 arranged closer to the parting plane 90. This ensures that the concrete delivery line 9 ′ does not obstruct the hydraulic pulling cylinder 21 ′ or the kinematic chain 20.
  • All illustrated exemplary embodiments and joint variants have a maximum pivot angle of 180 °.

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  • Architecture (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • On-Site Construction Work That Accompanies The Preparation And Application Of Concrete (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Verteilermast für eine Betonpumpe mit wenigstens zwei Mastarmen sowie eine mobile Betonpumpe mit einem entsprechenden Verteilermast.
  • Mobile Betonpumpen verfügen regelmäßig über einen auf einem fahrbaren Unterbau angeordneten Ausleger mit einer daran entlanggeführten Förderleitung, durch die fließfähiger Beton gepumpt werden kann. Der Ausleger umfasst dabei mehrere Auslegerarme, die um Schwenkachsen jeweils quer zur Längsrichtung der Auslegerarme relativ zueinander verschwenkt werden können.
  • Durch dieses Verschwenken ist es grundsätzlich möglich, den Ausleger derart zusammenzulegen, dass er zusammen mit dem fahrbaren Unterbau eine vorgegebene Maximalhöhe nicht überschreitet. Die vorgegebene Maximalhöhe kann dabei bspw. üblichen Durchfahrtshöhen im Straßenverkehr entsprechen, damit sich die mobile Betonpumpe auch unter Brücken und durch Stra-ßentunnel hindurchbewegen kann.
  • Um den Ausleger möglichst klein zusammenlegen zu können und somit eine möglichst große Maximalanzahl an Auslegerarmen zu erreichen ist es bekannt, dass einzelne Auslegerarme gekröpft ausgestaltet sind. Dadurch lassen sich die Auslegerarme beim Zusammenklappen um die beschriebenen Schwenkachsen teilweise nebeneinander legen, sodass das Paket von zusammengelegten Auslegerarmen eine geringere Höhe aufweist als ein entsprechendes Paket von zusammengelegten Auslegerarmen, bei dem kein Auslegerarm gekröpft ist.
  • Beispielsweise ist bei Auslegern für Betonpumpen mit insgesamt fünf Auslegerarmen in RZ-Faltung bekannt, den dritten Auslegerarm derart gekröpft auszugestalten, dass im zusammengelegten Zustand die ersten beiden Auslegerarme grundsätzlich neben den letzten beiden Auslegerarmen liegen. Allerdings wird der von den Auslegerarmen im zusammengelegten Zustand des Auslegers beanspruchte quaderförmige Bauraum nicht optimal ausgenutzt. In anderen Worten nehmen die Auslegerarme in diesem Fall ein deutlich größeres Volumen ein als sich aus der Summe der Volumen der einzelnen Auslegerarme ergeben würde Das Dokument DE102013218383 offenbart einen Verteilermast mit zwei verschwenkbaren Mastarmen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Verteilermast für eine Betonpumpe sowie eine mobile Betonpumpe zu schaffen, der gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Verteilermast gemäß dem Hauptanspruch und eine mobile Betonpumpe gemäß dem nebengeordneten Anspruch 10. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Demnach betrifft die Erfindung einen Verteilermast für eine Betonpumpe umfassend wenigstens inter alia einen ersten und einen zweiten Mastarm, wobei der erste und der zweite Mastarm über ein Gelenk miteinander verbunden und über das Gelenk relativ zueinander um eine Schwenkachse verschwenkbar sind, wobei entlang der Mastarme eine Betonförderleitung vorgesehen ist, und wobei das Gelenk den ersten und den zweiten Mastarm derart in axialer Richtung der Schwenkachse versetzt zueinander verbindet, dass die jeweils tragende Struktur der beiden Mastarme eine zwischen dem ersten und dem zweiten Mastarmen senkrecht zur Schwenkachse verlaufende Trennebene nur im Gelenk schneiden, wobei an dem einen Mastarm ein Hydraulikzylinder angeordnet ist, der über eine oder mehrere Koppelstangen so mit dem anderen Mastarm verbunden ist, dass durch den Hydraulikzylinder eine relative Schwenkbewegung der beiden Mastarme zueinander um die Schwenkachse des Gelenks bewirkt werden kann.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine mobile Betonpumpe mit einem erfindungsgemäßen Verteilermast.
  • Zunächst werden einige in Zusammenhang mit der Erfindung verwendeten Begriffe erläutert.
  • Mit "tragender Struktur" eines Mastarms ist derjenige Teil der Struktur eines Mastarms bezeichnet, der im Wesentlichen die auf den Mastarm bei ordnungsgemäßer Verwendung des Verteilermastes wirkenden Belastungen aufnimmt. In der vorliegenden Erfindung ist die tragende Struktur eines Mastarms als Hohlprofil ausgestaltet. Nicht zur tragenden Struktur eines Mastarms zählen insbesondere Anbauteile oder Fortsätze der tragenden Struktur, die keine oder nur unwesentlich Kräfte bei auf den Mastarm wirkenden Belastungen aufnehmen. Eine entlang einem Mastarm geführte Betonförderleitung kann wenigstens abschnittsweise außen an dem Mastarm geführt und/oder in dessen Innerem verlaufen. Indem erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass sich die jeweils tragenden Strukturen des ersten und des zweiten Mastarm nur in dem sie verbindenden Gelenk die zwischen ihnen verlaufende Trennebene schneiden (in anderen Worten schneiden die Tragarme diese Trennebene abseits des Gelenks nicht), können sich die tragenden Strukturen der beiden Mastarme gegenseitig nicht behindern. In der Folge besteht durch die tragenden Strukturen der Mastarme selbst keine Beschränkung hinsichtlich der relativen Schwenkbewegung zueinander. Grundsätzlich dennoch bestehende Beschränkungen der Schwenkbewegung resultiert vielmehr aus dem Gelenk bzw. der kinematischen Kette zur Ansteuerung der Schwenkbewegung. Als kinematische Kette zum Verschwenken der Mastarme relativ zueinander ist dabei ein Hydraulikzylinder an einem der Mastarme angeordnet, der über eine oder mehrere Koppelstangen so mit dem anderen Mastarm und dem seitlichen Vorsprung verbunden ist, dass durch den Hydraulikzylinder eine relative Schwenkbewegung der beiden Mastarme zueinander um die Schwenkachse des Gelenks bewirkt werden kann. Es ist selbstverständlich auch möglich, dass der Hydraulikzylinder durch einen parallel dazu angeordneten zweiten Hydraulikzylinder unterstützt wird, wobei die beiden Hydraulikzylinder gegenüber einem einzelnen Hydraulikzylinder mit vergleichbarer Hubkraft jeweils kleiner dimensioniert sein können.
  • Die Teile des Mastarms, die nicht zur tragenden Struktur gehören, können derart ausgebildet oder angeordnet sein, dass sie zwar die Trennebene schneiden, jedoch keine (zusätzliche) Beschränkung der Schwenkbewegung bedeuten. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, dass die beiden Mastarme insgesamt - also nicht lediglich deren tragende Strukturen - eine zwischen dem ersten und dem zweiten Mastarm senkrecht zur Schwenkachse verlaufende Trennebene abseits des Gelenks nicht schneiden.
  • Im zusammengelegten Zustand des Verteilermastes liegen die jeweils tragenden Strukturen der beiden Mastarme aufgrund der zuvor beschriebenen Trennebene in horizontaler Richtung nebeneinander, können aber in vertikaler Richtung ohne weiteres überlappend angeordnet sein. Insbesondere gegenüber dem Stand der Technik eines Auslegers mit einem gekröpften Auslegearm kann dadurch ein erfindungsgemäßer Verteilermast kompakter zusammengelegt werden. Ausgehend von einem vergleichbaren Ausleger mit einem gekröpften Auslegerarm kann der für den zusammengelegten Zustand erforderliche Bauraum bei gleichbleibender Gesamtlänge mit einem erfindungsgemäßen Verteilermast also reduziert werden. Alternativ ist es möglich, dass bei gleichbleibenden Bauraum mit dem erfindungsgemäßen Verteilermast ein zusätzlicher Mastarm vorgesehen werden kann, wodurch sich die Gesamtlänge des Verteilermastes gegenüber einem vergleichbaren Ausleger mit einem gekröpften Auslegerarm gemäß dem Stand der Technik vergrößern lässt.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verteilermast kann auf eine im Stand der Technik übliche Kröpfung eines Auslegearms vollständig verzichtet werden. Da folglich bei keinem der Mastarme des erfindungsgemäßen Verteilermastes aufgrund einer Kröpfung hervorgerufene besondere Torsionsbelastungen zu erwarten sind, können sämtliche Mastarme im Hinblick auf die primär auf sie einwirkende Biegebelastungen ausgelegt werden. Im Vergleich zu einem gekröpften Auslegearm kann die tragende Struktur eines ungekröpften Mastarms mit einer vergleichbaren Steifigkeit und Belastbarkeit mit kleinerem Querschnitt und dadurch leichter ausgeführt werden.
  • Grundsätzlich ist es möglich, die beiden Mastarme durch über einen sich durch beide Mastarme erstreckenden Gelenkbolzen schwenkbar miteinander zu verbinden. Erfindungsgemäß weist das Gelenk einen am zweiten Mastarm angeordneten seitlichen Vorsprung auf, der den ersten Mastarm überragt, und die beiden Mastarme über diesen seitlichen Vorsprung schwenkbar miteinander verbunden sind. Der seitliche Vorsprung ragt als Teil des Gelenks demnach über die Trennebene zwischen den beiden Mastarmen hinaus, während sich die jeweils tragende Struktur der Mastarme weiterhin nur im Gelenk die Trennebene schneiden. Die letztendliche Verbindung zwischen den beiden Mastarmen bzw. zwischen dem ersten Mastarm und dem Vorsprung des zweiten Mastarms kann vergleichbar zum Stand der Technik ausgeführt werden, bei dem die Auslegerarme im Bereich des Gelenks in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zur Schwenkachse liegen. Da gegenüber einem sich durch beide Mastarme erstreckenden Gelenkbolzen bei der Variante mit einem Vorsprung am zweiten Mastarm insbesondere der Gelenkbolzen kürzer ausgeführt werden kann und geringere Lasten aufnehmen muss, weist die Ausgestaltung des Gelenks umfassend einen Vorsprung am zweiten Mastarm in der Regel einen Gewichtsvorteil auf.
  • Es ist bevorzugt, wenn das Gelenk wenigstens einen axial zur Schwenkachse angeordneten hohlen Gelenkbolzen zur Durchleitung von Frischbeton aus einer Betonförderleitung an dem ersten Mastarm zu einer Betonförderleitung an dem zweiten Mastarm aufweist. Indem die Durchleitung für den Frischbeton unmittelbar entlang der Schwenkachse erfolgt, kann auf eine aufwendige Kopplung oder eine für das Pumpen von Beton ungünstige flexible Schlauchleitung zur Überleitung von Frischbeton zwischen den Betonförderleitungen der beiden Mastarme verzichtet werden.
  • Weiter vorzugsweise umfasst das Gelenk zwei axial entlang der Schwenkachse angeordneten Gelenkbolzen. Sind zwei Gelenkbolzen - oder in anderen Worten ein geteilter Gelenkbolzen - vorgesehen, ist es ausreichend, wenn lediglich der der Trennebene nähergelegene Gelenkbolzen ein hohler Gelenkbolzen ist. Der andere Gelenkbolzen muss hingegen nicht zwingend hohl ausgeführt werden. Die Durchleitung von Frischbeton ist dann nur durch den der Trennebene nähergelegenen Gelenkbolzen vorgesehen. Bei der kinematischen Kette zum Verschwenken der Mastarme relativ zueinander ist der Hydraulikzylinder an dem ersten Mastarm angeordnet. Da die Koppelstangen der kinematischen Kette an einem an dem zweiten Mastarm angeordneten Vorsprung angreifen, kann die Gelenkkinematik ausschließlich senkrecht zur Schwenkachse wirkend ausgebildet sein. Dadurch können seitliche Biegebelastungen auf die kinematische Kette zum Verschwenken der Mastarme gering gehalten werden.
  • Umfasst das Gelenk zwei axial entlang der Schwenkachse angeordnete Gelenkbolzen können seitlichen Biegebelastungen auf die kinematische Kette noch weiter reduziert werden, wenn eine unmittelbar mit dem anderen (vorzugsweise also dem zweiten) Mastarm oder dem an dem zweiten Mastarm angeordneten Vorsprung verbundene Koppelstange zwischen den beiden Gelenkbolzen angeordnet ist.
  • In diesem Fall ist es bevorzugt, wenn die Betonförderleitung des einen (vorzugsweise des ersten) Auslegerarm im Bereich der kinematischen Kette zwischen dem Hydraulikzylinder und der Trennebene verläuft. Dadurch wird sichergestellt, dass die Betonförderleitung nicht mit dem Hydraulikzylinder zusammenstoßen kann, wodurch der Schwenkbereich des Gelenks beschränkt oder in ihrer Form nicht optimal auf die Kraftübertragung angepasste Koppelstangen erforderlich sein könnten.
  • Der wenigstens eine hohle Gelenkbolzen weist vorzugsweise einen freien Innendurchmesser von 80 bis 200 mm auf. Ein entsprechender Innendurchmesser ist für die Durchleitung von Frischbeton bzw. die Durchführung einer dazu ausgebildeten Förderleitungssektion ausreichend.
  • Es ist bevorzugt, wenn in dem wenigstens einen hohlen Gelenkbolzen eine austauschbare Förderleitungssektion angeordnet ist. Indem der Frischbeton nicht unmittelbar entlang der Innenwand des hohlen Gelenkbolzens entlanggeführt wird, kann eine Abnutzung des Gelenkbolzens, der einen aufwendigen Austausch erfordern würde, vermieden werden. Vielmehr kann bei Bedarf die in dem Gelenkbolzen verlaufende Förderleitungssektion ausgetauscht werden. Die Förderleitungssektion ist dabei vorzugsweise drehbar mit den Förderleitungen der Mastarme gekoppelt.
  • Das Gelenk weist vorzugsweise einen maximalen Schwenkwinkel - also der Winkel zwischen den beiden Endpositionen des Gelenks - von mehr als 150°, weiter vorzugsweise von mehr als 175° auf.
  • Umfasst der Verteilmast mehr als zwei Mastarme, ist der Verteilmast vorzugsweise als ein Knickarmausleger ausgestaltet. Sämtliche Mastarme des Verteilmastes sind dann jeweils über Gelenke miteinander verbunden, sodass zwei benachbarte Mastarme um eine gemeinsame Schwenkachse zueinander verschwenkt werden können.
  • Zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Betonpumpe wird auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen.
  • Die Erfindung wird nun anhand vorteilhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
    • Figur 1a-c:
    eine schematische Darstellung einer mobilen Betonpumpe mit erfindungsgemäßem Verteilermast in beiden Seitenansichten (a, c) und einer Draufsicht (b);
    Figur 2a:
    eine schematische Schnittansicht durch die Betonpumpe gemäß Figur 1;
    Figur 2b:
    eine schematische Schnittansicht durch eine Betonpumpe gemäß dem Stand der Technik;
    Figur 2c:
    eine schematische Schnittansicht durch eine Ausführungsvariante der Betonpumpe aus Figur 1;
    Figur 3a-c:
    ein nicht erfindungsgemäßes erstes Ausführungsbeispiel eines Gelenks für den Verteilermast gemäß Figur 1;
    Figur 4a-d:
    ein zweites Ausführungsbeispiel eines Gelenks für den Verteilermast gemäß Figur 1; und
    Figur 5a-c:
    ein drittes Ausführungsbeispiel eines Gelenks für den Verteilermast gemäß Figur 1.
  • In Figur 1a-c ist eine mobile Betonpumpe 1 mit Verteilermast 2 in der Draufsicht (Figur 1b) und den zwei dazugehörigen Seitenansichten (Figuren 1a, c) schematisch dargestellt.
  • Bei der mobilen Betonpumpe 1 handelt es sich um eine Autobetonpumpe, bei der der Verteilermast 2 drehbar auf einem fahrbaren Unterbau 3 befestigt ist. Der Verteilermast 2 ist aufklappbar und umfasst dazu mehrere, relativ um Gelenke 5 zueinander verschwenkbare Mastarme 4. Entlang der Mastarme 4 ist eine Betonförderleitung vorgesehen, durch die Frischbeton mithilfe einer im Unterbau 3 angeordneten Betonpumpe gefördert werden kann. Zur besseren Übersicht ist in den Figuren 1 und 2 lediglich die tragende Struktur der Mastarme 4 dargestellt.
  • Der Verteilermast 2 umfasst insgesamt fünf Mastarme 4.1, 4'.2, 4".3, 4.4, 4.5, die in RZ-Faltung - wie in Figur 1 dargestellt - zusammengeklappt werden können, wobei der unterste Mastarm 4.1 schwenkbar an dem Drehkopf 6 befestigt ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verteilermast 2 liegen die tragenden Strukturen der unteren beiden Mastarme 4.1, 4'.2 vollständig neben den tragenden Strukturen den oberen drei Mastarmen 4".3, 4.4, 4.5 (siehe Figur 1b), wobei gemäß ihrer Reihenfolge jeweils benachbarte Mastarme 4 über ein Gelenk 5 schwenkbar miteinander verbunden sind, also Mastarm 4.1 mit Mastarm 4'.2, 4'.2 mit 4".3, usw. Im Zusammengeklappten Zustand liegen die Mastarme 4 zwischen den Schwenkbeinen 11, die zusammen mit nicht dargestellten Abstützbeinen im vorderen Bereich des Unterbaus 3 für eine erhöhte Kippsicherheit der mobilen Betonpumpe 1 bei Ausklappen des Verteilermastes 2 sorgen.
  • Die Lage der jeweils tragenden Struktur der einzelnen Mastarme 4 im zusammengeklappten Zustand wird auch in Figur 2a deutlich, in der eine schematische Schnittansicht durch die Betonpumpe 1 gemäß Figur 1 gezeigt ist. Zwischen der tragenden Struktur der Mastarme 4.1 und 4'.2 auf der einen Seite und der tragenden Struktur der Mastarme 4".3, 4.4 und 4.5 auf der anderen Seite verläuft eine Trennebene 90, die von keiner tragenden Struktur der Mastarme 4 und insbesondere nicht von der tragenden Struktur der Mastarme 4'.2 und 4".3 geschnitten wird.
  • Der quaderförmige Bauraum, der von den Mastarmen 4 des erfindungsgemäßen Mastarms 2 im zusammengeklappten Zustand eingenommen wird, ist in Figur 2a durch die Strichpunktlinie 91 angedeutet.
  • Zum Vergleich des benötigten Bauraums 91 eines erfindungsgemäßen Verteilermastes 2 ist in Figur 2b der Bauraum 91 eines Auslegers 100 gemäß dem Stand der Technik gezeigt. Aus Gründen der Vergleichbarkeit weist der Ausleger 100 ebenfalls fünf Auslegerarme 101 auf, von denen angenommen werden kann, dass sie zu den Mastarmen 4 identische Längen aufweisen, sodass der Ausleger 100 grundsätzlich die gleiche maximale Höhe wie der in Figuren 1 und 2a dargestellte Verteilermast erreichen kann.
  • Bei dem Ausleger 100 gemäß dem Stand der Technik ist der mittlere Auslegerarm 101' gekröpft ausgeführt, damit im zusammengeklappten Zustand die äußeren beiden Auslegerarme 101 in einer Ebene neben den unteren beiden Auslegerarmen 101 zu liegen kommen. Aufgrund der im Stand der Technik vorgesehenen Kröpfung des mittleren Auslegerarms 101' wird jedoch ein vergleichsweise großer Bauraum 91 benötigt, bedingt durch nicht unerhebliche ungenutzte Bereiche 102 innerhalb des Bauraums.
  • Wie ein Vergleich der Figuren 2a und 2b unmittelbar zeigt, kann durch einen erfindungsgemäßen Verteilermast 2 in erheblichem Umfang Bauraum 91 eingespart werden. Diese Bauraumeinsparung bietet dann auch die Möglichkeit, bei Bedarf zusätzliche Mastarme 4 vorzusehen, ohne dass sich der Bauraum 91 in unzulässiger Weise - insbesondere im Hinblick auf die Gesamthöhe der Betonpumpe 1 - vergrößern würde. Ein entsprechendes Beispiel ist in Figur 2c skizziert, bei dem im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2a bzw. dem Stand der Technik gemäß Figur 2b ein zusätzlicher sechster Mastarm 4.6 vorgesehen ist. Auch wenn sich der insgesamt erforderliche Bauraum 91 aufgrund des zusätzlichen Mastarms 4.6 gegenüber dem Ausführungsbeispiel aus Figuren 1 und 2a größer sein mag, so ist der erforderliche Bauraum 91 gegenüber einem Ausleger 100 gemäß dem Stand der Technik mit lediglich fünf Auslegerarmen 101 dennoch geringer.
  • Um den gegenüber dem Stand der Technik geringeren Bauraumbedarf zu erreichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die tragende Struktur zweier benachbarter Mastarme - im dargestellten Ausführungsbeispiel die der Mastarme 4'.2 und 4".3 - derart über ein Gelenk miteinander verbunden sind, dass zwischen ihnen eine Trennebene 90 gefunden werden kann, die senkrecht zur gemeinsamen Schwenkachse 92 verläuft und die von der jeweils tragenden Struktur der beiden Mastarme 4'.2 und 4".3 nicht geschnitten wird. Dass auch von den anderen Mastarmen 4.1, 4.4, 4.5 und ggf. 4,6 keiner die Trennebene 90 schneidet (vgl. Figuren 2a und c), ist zwar vorteilhaft aber nicht zwingend erforderlich.
  • In Figuren 3 bis 5 sind verschiedene Varianten von Gelenken 5 dargestellt, wie die Mastarme 4'.2 und 4".3 schwenkbar miteinander verbunden werden können, sodass die vorstehenden Anforderungen erfüllt werden. Im Folgenden wird der Mastarm 4'.2 verallgemeinernd auch als erster Mastarm 4' und der Mastarm 4".3 als zweiter Mastarm 4" bezeichnet, um zu verdeutlichen, dass die gezeigten Gelenke 4 nicht zwingend (nur) zwischen den Mastarmen 4'.2, 4".3 angeordnet sein müssen bzw. können.
  • Bei der Gelenkvariante gemäß Figur 3 verlaufen die beiden Mastarme 4 und insbesondere deren jeweils tragende Struktur parallel zur Trennebene 90 und schneiden diese nicht. Im Bereich des Gelenks 5 ist ein axial zur Schwenkachse 92 verlaufender Gelenkbolzen 7 angeordnet, über den die beiden Mastarme 4 schwenkbar miteinander verbunden sind. Der Gelenkbolzen 7 erstreckt sich dabei durch beide Mastarme hindurch (vgl. Schnittansicht Figur 3c) und ist drehbar im ersten Mastarm 4' gelagert, während er drehfest gegenüber dem zweiten Mastarm 4" ist.
  • Für die Schwenkbewegung ist eine kinematische Kette 20 umfassend einen hydraulischen Druckzylinder 21, Koppelstange 22, Anlenkhebel 23 und Führungsstange 24 vorgesehen. Der Anlenkhebel 23 ist drehfest am Gelenkbolzen 7 befestigt, sodass eine Schwenkbewegung des Anlenkhebels 23 gegenüber dem ersten Mastarm 4' eine Schwenkbewegung des zweiten Mastarms 4" zur Folge hat. Durch den Druckzylinder 21 kann über die von der Führungsstange 24 geführte Koppelstange 22 Kraft auf den Anlenkhebel 23 aufgebracht werden, sodass die gewünschte Schwenkbewegung bewirkt wird.
  • Der Gelenkbolzen 7 ist zur Durchleitung von Frischbeton hohl mit einem Innendurchmesser von 150 mm ausgestaltet, wobei durch den Gelenkbolzen 7 eine austauschbare Förderleitungssektion 8 angeordnet ist, über die eine Betonförderleitung 9' an dem ersten Mastarm 4' mit einer Betonförderleitung 9" an dem zweiten Mastarm 4" verbunden ist. Die Förderleitungssektion 8 ist dabei drehbar gegenüber den Betonförderleitungen 9', 9" befestigt.
  • Die Gelenkvariante in Figur 4 umfasst einen an dem zweiten Mastarm 4" angeordneten Vorsprung 10, der den ersten Mastarm 4' im Bereich des Gelenks 5 überragt. Abseits des Gelenks 5 wird die Trennebene 90 durch die beiden Mastarme 4', 4" und somit insbesondere durch deren tragender Struktur weiterhin nicht geschnitten.
  • Die beiden Mastarme 4', 4" sind über den Vorsprung 10 miteinander durch zwei Gelenkbolzen 7 schwenkbar um die Schwenkachse 92 verbunden. Beide Gelenkbolzen 7 sind dabei hohl ausgeführt, sodass eine austauschbare Förderleitungssektion 8 zur Verbindung der Betonförderleitungen 9', 9" an beiden Mastarmen 4', 4" durch beide Gelenkbolzen hindurchgeführt werden kann.
  • Die kinematische Kette 20 für die Schwenkbewegung der beiden Mastarme 4', 4" zueinander ist innerhalb des ersten Mastarms 4' angeordnet und umfasst - wie insbesondere in der Schnittansicht Figur 4d zu erkennen - einen hydraulischen Druckzylinder 21, Koppelstange 22 und Führungsstange 24. Druckzylinder 21 und Führungsstange 24 sind drehbar am ersten Mastarm 4' befestigt, während die Koppelstange 22 an dem Vorsprung 10 angreift. Durch den Druckzylinder 21 kann über die von der Führungsstange 24 geführte Koppelstange 22 Kraft auf den Vorsprung 10 aufgebracht werden, um eine Schwenkbewegung des zweiten Mastarms 4" gegenüber dem ersten Mastarm 4' zu bewirken.
  • Bei der Gelenkvariante gemäß Figur 5 ist ähnlich wie bei der Ausführungsvariante gemäß Figur 4 ein Vorsprung 10 an dem zweiten Mastarm 4" vorgesehen, der im Bereich des Gelenks 5 über den anderen Mastarm 4' ragt, wobei abseits des Gelenks 5 die Mastarme 4', 4" bzw. deren tragende Struktur durch die Trennebene 90 vollständig getrennt sind, diese also nicht schneiden.
  • Der Vorsprung 10 und damit der zweite Mastarm 4" sind über zwei entlang der Schwenkachse 92 angeordnete hohle Gelenkbolzen 7 schwenkbar gegenüber dem ersten Mastarm 4' gelagert.
  • Die kinematische Kette 20 ist vollständig im Bereich des ersten Mastarms 4' und des Vorsprungs 10 angeordnet und umfasst neben zwei parallel verlaufende Koppelstangen 22 und einer Führungsstange 24 einen hydraulischen Zugzylinder 21'. Der Zugzylinder 21' ist über die beiden Koppelstangen 22 mit dem Vorsprung 10 verbunden, wobei der Verbindungspunkt zwischen Zugzylinder 21' und Koppelstangen 22 durch die Führungsstange 24 geführt ist.
  • Auch wenn in diesem Ausführungsbeispiel beide Gelenkbolzen 7 hohl ausgeführt sind, ist die Betonförderleitung 9' des ersten Mastarms 4' im Bereich des Gelenks 5 und insbesondere der kinematischen Kette 20 zwischen dem hydraulischen Zylinder 21' und der Trennebene 90 gelegt, sodass die Förderleitungssektion 8 zur Durchleitung von Frischbeton nur durch den der Trennebene 90 näher angeordnete Gelenkbolzen 7 führt. Dadurch wird sichergestellt, dass die Betonförderleitung 9' den hydraulischen Zugzylinder 21' bzw. die kinematische Kette 20 nicht behindert.
  • Es ist selbstverständlich auch möglich, die Gelenkvariante gemäß Figur 5 alternativ mit einem hydraulischen Druckzylinder und daran angepasster kinematischer Kette 20 auszugestalten.
  • Sämtliche dargestellten Ausführungsbeispiele und Gelenkvarianten weisen einen maximalen Schwenkwinkel von 180° auf.

Claims (10)

  1. Verteilermast (2) für eine Betonpumpe (1) umfassend wenigstens einen ersten und einen zweiten Mastarm (4', 4"), wobei die jeweils tragende Struktur der beiden Mastarme (4', 4") als Hohlprofil ausgeführt ist, der erste und der zweite Mastarm (4', 4") über ein Gelenk (5) miteinander verbunden und über das Gelenk (5) relativ zueinander um eine Schwenkachse (92) verschwenkbar sind, und wobei entlang der Mastarme (4', 4") eine Betonförderleitung (9', 9") vorgesehen ist,
    wobei das Gelenk (5) den ersten und den zweiten Mastarm (4', 4") derart in axialer Richtung der Schwenkachse (92) versetzt zueinander verbindet, dass die jeweils tragende und als Hohlprofil ausgeführte Struktur der beiden Mastarme (4', 4") eine zwischen dem ersten und dem zweiten Mastarm (4', 4") senkrecht zur Schwenkachse (92) verlaufende Trennebene (90) nur im Gelenk (5) schneiden,
    wobei das Gelenk (5) einen am zweiten Mastarm (4") angeordneten seitlichen Vorsprung (10) umfasst, der den ersten Mastarm (4') überragt, und die beiden Mastarme (4', 4") über den seitlichen Vorsprung (10) des Gelenks (5) schwenkbar miteinander verbunden sind, und
    wobei an dem ersten Mastarm (4') ein Hydraulikzylinder (21, 21') angeordnet ist, der über eine oder mehrere Koppelstangen (22) derart an den am zweiten Mastarm (4") angeordneten seitlichen Vorsprung (10) des Gelenks (5) angreift, dass die Gelenkkinematik ausschließlich senkrecht zur Schwenkachse (92) des Gelenks (5) wirkt und durch den Hydraulikzylinder (21, 21') eine relative Schwenkbewegung der beiden Mastarme (4', 4") zueinander um die Schwenkachse (92) des Gelenks (5) bewirkt werden kann.
  2. Verteilermast nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Gelenk (5) wenigstens einen axial zur Schwenkachse (92) angeordneten hohlen Gelenkbolzen (7) zur Durchleitung von Frischbeton aus einer Betonförderleitung (9') an dem ersten Mastarm (4') zu einer Betonförderleitung (9") an dem zweiten Mastarm (4") aufweist.
  3. Verteilermast nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Gelenk (5) zwei axial entlang der Schwenkachse (92) angeordnete Gelenkbolzen (7) aufweist, von denen wenigstens der der Trennebene (90) nähergelegene Gelenkbolzen (7) ein hohler Gelenkbolzen (7) ist, wobei vorzugsweise eine Durchleitung von Frischbeton nur durch den der Trennebene (90) nähergelegenen Gelenkbolzen (7) vorgesehen ist.
  4. Verteilermast nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine unmittelbar mit dem anderen Mastarm (4") verbundene Koppelstange (22) zwischen zwei auf der Schwenkachse (92) angeordneten Gelenkbolzen (7) angeordnet ist.
  5. Verteilermast nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Betonförderleitung (9') des einen Mastarms (4') zwischen dem Hydraulikzylinder (21, 21') und der Trennebene (90) verläuft.
  6. Verteilermast nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der oder der wenigstens eine hohle Gelenkbolzen (7) einen freien Innendurchmesser von 80 bis 200 mm aufweist.
  7. Verteilermast nach Anspruch 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    in dem oder dem wenigstens einen hohlen Gelenkbolzen (7) eine austauschbare Förderleitungssektion (8) angeordnet ist.
  8. Verteilermast nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Gelenk (5) einen maximalen Schwenkwinkel von mehr als 150°, vorzugsweise von mehr als 175° aufweist.
  9. Verteilermast nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Verteilmast (2) mehr als zwei Mastarme (4) umfasst, wobei der Verteilmast (2) als ein Knickarmausleger ausgestaltet ist.
  10. Mobile Betonpumpe (1) mit einem Verteilermast (2),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Verteilermast (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgestaltet ist.
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