DE102011078783A1

DE102011078783A1 - Verteilermast für Betonpumpen

Info

Publication number: DE102011078783A1
Application number: DE201110078783
Authority: DE
Inventors: Michael Neubert; Matthias Braun
Original assignee: Putzmeister Engineering GmbH
Current assignee: Putzmeister Engineering GmbH
Priority date: 2011-07-07
Filing date: 2011-07-07
Publication date: 2013-01-10
Also published as: RU2014104229A; EP2729645B1; KR20140045958A; US20140096853A1; US9062465B2; CN103649442B; EP2729645A1; KR102087446B1; CN103649442A; RU2623379C2; WO2013004460A1; UA110842C2; JP6106665B2; JP2014524995A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verteilmast (14) für stationäre oder mobile Betonpumpen. Der Verteilermast (14) besteht im Wesentlichen aus einem um eine als Hochachse ausgebildeten Drehachse (18) verdrehbaren Drehkopf (22) und einem aus mehreren relativ zueinander verschwenkbaren oder teleskopierbaren Mastarmen zusammengesetzten Armpaket (24). Das Armpaket (24) ist am einen Ende seines ersten Mastarms (1) am Drehkopf (22) angelenkt und mittels einer mit ihren Enden an Anlenkstellen (28, 30) des Drehkopfs (22) und des ersten Mastarms (1) angelenkten ersten Zylinder-/Kolbeneinheit (32) um eine horizontale Knickachse (A) zwischen einer im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Einfaltstellung und einer Arbeitsstellung verschwenkbar. Ziel der Erfindung ist es, Vorkehrungen zu treffen, die eine Verkleinerung der am ersten Mastarm (1) angreifenden Zylinder-/Kolbeneinheit (32) ermöglichen. Um dies zu erreichen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, dass am ersten Mastarm (1) mindestens ein von seiner Einfaltstellung aus über einen definierten Schwenkbereich wirksames hubunterstützendes Element (36) angreift.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verteilermast für stationäre oder mobile Betonpumpen der im Patentanspruch 1 angegebenen Gattung.
Bekannte Verteilermaste dieser Art bestehen im Wesentlichen aus einem um eine als Hochachse ausgebildete Drehachse verdrehbaren Drehkopf und einem aus mehreren relativ zueinander verschwenkbaren oder teleskopierbaren Mastarmen zusammengesetzten Armpaket. Das Armpaket ist an einem Ende des ersten Mastarms am Drehkopf angelenkt und mittels einer an je einer Anlenkstelle des Drehkopfs und des ersten Mastarms angelenkten Zylinder-/Kolbeneinheit um eine horizontale Knickachse zwischen einer im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Einfaltstellung und einer Arbeitsstellung verschwenkbar.
Der Verteilermast dient in einer Betonpumpe als Träger für eine Betonförderleitung. Über die Betonförderleitung wird Flüssigbeton, der während des Betonierens fortlaufend in einen Materialaufgabebehälter eingebracht wird, zu einer vom Standort des Fahrzeugs entfernt angeordneten Betonierstelle gefördert. Die Anordnung der Mastarme des Armpakets und der zwischen diesen angeordneten Gelenke ist so aufeinander abgestimmt, dass der Verteilermast in seiner Einfaltstellung raumsparend auf einem zugehörigen Unterbau oder Fahrgestell abgelegt werden kann. Durch Aktivierung der Antriebsaggregate zwischen den Mastarmen kann der Verteilermast in seine Arbeitsstellung gebracht werden, in welcher die Mastspitze mit einem Endschlauch über den zu betonierenden Bereich hinweggeführt werden kann. Eine besondere Bedeutung für den Ein- und Ausfaltvorgang kommt dem Knickgelenk zwischen dem ersten Mastarm und dem Drehkopf und der dort angeordneten Zylinder-/Kolbeneinheit zu. Befindet sich das Armpaket in horizontal gestreckter Lage ergibt sich das höchste Lastmoment aus Arm-Eigengewicht, Betriebslast und maximalem Schwerpunktabstand zur ersten Knickachse. Die betreffende Zylinder-/Kolbeneinheit muss somit in dieser Stellung die höchste Kraft aufbringen, um das gestreckte Armpaket zu tragen. Wird das Armpaket in die Vertikale gebracht, reduziert sich mit jeder Erhöhung des Anstellwinkels der Schwerpunktabstand des Armpakets zur ersten Knickachse. Gleiches gilt, wenn die einzelnen Mastarme zum Drehkopf hin bewegt werden. Dies führt dazu, dass die Zylinderkraft der ersten Zylinder-/Kolbeneinheit sinkt und ab einem bestimmten Schwerpunktabstand bezogen auf den Zylinderangriffspunkt ein Kraftniveau erreicht, ab dem eine Verringerung des Zylinderdurchmessers grundsätzlich möglich wäre.
Ausgehend von dieser Überlegung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Herstellkosten durch Nutzen von Gleichteilen und/oder preiswerten Zukaufteilen auch bezüglich der ersten Zylinder-/Kolbeneinheit zu reduzieren.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die erfindungsgemäße Lösung wird im Wesentlichen darin gesehen, dass am ersten Mastarm mindestens ein von seiner Einfaltstellung aus über einen definierten Schwenkbereich wirksames hubunterstützendes Element angreift. Das hubunterstützende Element unterstützt die erste Zylinder-/Kolbeneinheit besonders im Hochlastbereich bei horizontal gestrecktem Armpaket. Damit wird ausgehend von der Einfaltstellung mit gestrecktem Armpaket die zum Anheben erforderliche Zylinderkraft der am ersten Mastarm angreifenden Zylinder-/Kolbeneinheit reduziert, wodurch ein neuer Weg zur Gleichteilnutzung beziehungsweise zur Nutzung kostengünstigerer Zylinderkonfigurationen eröffnet wird.
Das hubunterstützende Element ist zweckmäßig ein Druckkraftelement, das beispielsweise als zwischen einer drehkopfseitigen und einer mastarmseitigen Kontaktstelle wirksamer Hydrozylinder ausgebildet sein kann. Grundsätzlich ist es auch möglich, anstelle des Hydrozylinders Druckfedern zu benutzen, die zwischen einer drehkopfseitigen und einer mastarmseitigen Kontaktstelle angeordnet sind. Die Druckfedern bieten den Vorteil, dass in den bestehenden Hydraulikkreislauf kein zusätzliches Steuerelement eingebracht werden muss und die Anordnung leichter und kostengünstiger gebaut werden kann. Da die Hubunterstützung nur in einem bestimmten Winkelbereich mit hohem Lastmoment erforderlich ist, muss der das hubunterstützende Element bildende Aktuator mit einer Trennstelle ausgeführt werden. Zweckmäßig handelt es sich dabei um eine Kontaktstelle, welche einen Kraftschluss herstellt. Ab einem bestimmten Winkel trägt die erste Zylinder-/Kolbeneinheit das gesamte Gewicht des Armpakets eigenständig. Hierfür muss die Zylinder-/Kolbeneinheit ausgelegt sein. Im Bereich der Kraftteilung muss das hubunterstützende Element derart dimensioniert sein, dass es die benötigte Differenzkraft zum Tragen des gestreckten Armpakets aufbringt. Beim Einfaltvorgang wird das mindestens eine hubunterstützende Element entlang dem definierten Schwenkweg bis zur Einfaltstellung in einen vorgespannten Zustand versetzt.
Vorteilhafterweise sind zwei hubunterstützende Elemente vorgesehen.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Knickachse des ersten Mastarms exzentrisch zur Drehachse des Drehkopfs auf der der Spitze des ersten Mastarms in seiner zur Drehachse im Wesentlichen senkrecht ausgerichteten Einfaltstellung gegenüberliegenden Seite der Drehachse angeordnet ist. Weiter hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das drehkopfseitige Gelenk der Zylinder-/Kolbeneinheit exzentrisch zur Drehachse des Drehkopfs auf derselben Seite wie die Knickachse angeordnet ist.
Der erfindungsgemäße Verteilermast wird bevorzugt als Träger für eine Betonförderleitung in einer stationären oder mobilen Betonpumpe verwendet, wobei der Drehkopf an einem Unterbau oder einem Gestell der Betonpumpe um seine Drehachse verdrehbar angeordnet ist und wobei die über den Verteilmast geführte Förderleitung an dem Druckausgang eines gestellfest angeordneten Pumpaggregats angeschlossen ist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
1 eine Seitenansicht einer Autobetonpumpe mit einem als Knickmast ausgebildeten Verteilermast in seiner Einfaltstellung;
2 eine schaubildliche ausschnittsweise Darstellung des ersten Mastarms mit Drehkopf, Zylinder-/Kolbeneinheit und hubunterstützenden Elementen.
Die in 1 dargestellte Autobetonpumpe umfasst ein Transportfahrzeug 10, ein beispielsweise als Zweizylinder-Kolbenpumpe ausgebildetes Pumpaggregat 12 für Flüssigbeton sowie einen Verteilermast 14 als Träger für eine Förderleitung 16. Über die Förderleitung 16 wird in der Arbeitsstellung des Verteilermasts 14 Flüssigbeton zu einer von dem Standort des Fahrzeugs 10 entfernt angeordneten Betonierstelle gefördert.
Der Verteilermast 14 besteht aus einem um eine fahrzeugfeste, als Hochachse ausgebildete Drehachse 18 drehbaren, einen Drehkranz 20 aufweisenden Drehkopf 22 und einem aus mehreren relativ zueinander verschwenkbaren Mastarmen 1, 2, 3, 4 zusammengesetzten Armpaket 24, das über eine Anlenkstelle 26 mit dem Ende seines ersten Mastarms 1 am Drehkopf 22 angelenkt und mittels einer mit ihren Enden an Anlenkstellen 28, 30 des Drehkopfs 22 und des ersten Mastarms 1 angelenkten Zylinder-/Kolbeneinheit 32 um eine horizontale Knickachse A zwischen einer im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Einfaltstellung und einer Arbeitsstellung verschwenkbar ist. Die Knickachsen A, B, C, D und die Mastarme 1, 2, 3, 4 des Armpakets 24 sind in ihrer Abmessung und Kinematik so aufeinander abgestimmt, dass der Verteilermast 14 in der Einfaltstellung mit einer raumsparenden Transportkonfiguration auf dem Transportfahrzeug 10 auflegbar ist. Die Zylinder-/Kolbeneinheit 32 ist ebenso wie die Antriebsaggregate zwischen den übrigen Mastarmen als Hydrozylinder ausgebildet. Durch programmgesteuerte Aktivierung der Antriebsaggregate, die den Knickachsen A, B, C, D einzeln zugeordnet sind, ist der Verteilermast in unterschiedlichen Distanzen und/oder Höhendifferenzen zwischen der Betonierstelle und dem Fahrzeugstandort entfaltbar. Der Pumpenfahrer steuert z. B. mittels einer Funkfernsteuerung die Mastbewegung, durch die die Mastspitze mit ihrem Endschlauch über den zu betonierenden Bereich hinweggeführt wird.
Wie aus 1 und 2 zu ersehen ist, ist die Knickachse A des ersten Mastarms 1 so exzentrisch zur Drehachse 18 des Drehkopfs 22 angeordnet, dass sie in der Einfaltstellung auf der dem Fahrerhaus 34 zugewandten Seite der Drehachse 18 angeordnet ist. Die Knickachse A befindet sich bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel radial außerhalb des den Drehkopf 22 begrenzenden Drehkranzes 20. Mit dieser Maßnahme wird bei gegebener Verteilermastlänge eine Lastmomentreduktion im Bereich des Drehkopfs 22 erzielt.
Eine Besonderheit der Erfindung besteht darin, dass am ersten Mastarm 1 zwei von seiner Einfaltstellung aus über einen definierten Schwenkbereich wirksame hubunterstützende Elemente 36 angreifen. Die hubunterstützenden Elemente 36 unterstützen die Zylinder-/Kolbeneinheit 32 besonders im Hochlastbereich bei horizontal gestrecktem Armpaket 24. Damit wird ausgehend von der Einfaltstellung mit gestrecktem Armpaket 24 die zum Anheben erforderliche Zylinderkraft der am ersten Mastarm 1 angreifenden Zylinder-/Kolbeneinheit 32 reduziert.
Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die hubunterstützenden Elemente 36 beispielhaft als zwischen einer drehkopfseitigen Anlenkstelle 38 und einer mastarmseitigen Kontaktstelle 40 wirksame Hydrozylinder ausgebildet. Beim Ausfaltvorgang wird der erste Mastarm 1 nach Überschreiten des definierten Schwenkwegs mit seinen Kontaktstellen 40 von den hubunterstützenden Elementen 36 abgehoben, so dass von dieser Winkelstellung an nur noch die Zylinder-/Kolbeneinheit 32 die angreifende Restlast des Armpakets 24 trägt. Die hubunterstützenden Elemente 36 sorgen dafür, dass die Zylinder-/Kolbeneinheit 32 kleiner dimensioniert werden kann, so dass ein neuer Weg zur Gleichteilnutzung bzw. zur Nutzung kostengünstiger Zylinderkonfigurationen eröffnet ist.
Weiterführende konstruktive Überlegungen zielen darauf ab, anstelle der Hydrozylinder als hubunterstützende Elemente 36 Druckfedern zu benutzen. Diese können insgesamt leichter und kostengünstiger gebaut werden. Außerdem kann ein zusätzliches Steuermodul im Hydraulikkreislauf entfallen.
Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung bezieht sich auf einen Verteilmast 14 für stationäre oder mobile Betonpumpen. Der Verteilermast 14 besteht im Wesentlichen aus einem um eine als Hochachse ausgebildeten Drehachse 18 verdrehbaren Drehkopf 22 und einem aus mehreren relativ zueinander verschwenkbaren oder teleskopierbaren Mastarmen zusammengesetzten Armpaket 24. Das Armpaket 24 ist am einen Ende seines ersten Mastarms 1 am Drehkopf 22 angelenkt und mittels einer mit ihren Enden an Anlenkstellen 28, 30 des Drehkopfs 22 und des ersten Mastarms 1 angelenkten ersten Zylinder-/Kolbeneinheit 32 um eine horizontale Knickachse A zwischen einer im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Einfaltstellung und einer Arbeitsstellung verschwenkbar. Ziel der Erfindung ist es, Vorkehrungen zu treffen, die eine Verkleinerung der am ersten Mastarm 1 angreifenden Zylinder-/Kolbeneinheit 32 ermöglichen. Um dies zu erreichen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, dass am ersten Mastarm 1 mindestens ein von seiner Einfaltstellung aus über einen definierten Schwenkbereich wirksames hubunterstützendes Element 36 angreift.
Bezugszeichenliste

A, B, C, D: horizontale Knickachse
1, 2, 3, 4: Mastarme
10: Transportfahrzeug
12: Pumpaggregat
14: Verteilermast
16: Förderleitung
18: Drehachse
20: Drehkranz
22: Drehkopf
24: Armpaket
26, 28, 30: Anlenkstelle
32: Zylinder-/Kolbeneinheit
34: Fahrerhaus
36: hubunterstützende Elemente
38: drehkopfseitige Anlenkstelle
40: mastarmseitige Kontaktstelle

Claims

Verteilermast für stationäre oder mobile Betonpumpen mit einem um eine als Hochachse ausgebildete Drehachse (18) verdrehbaren Drehkopf (22), mit einem aus mehreren relativ zueinander verschwenkbaren oder teleskopierbaren Mastarmen (1, 2, 3, 4) zusammengesetzten Armpaket (24), das am einen Ende seines ersten Mastarms (1) am Drehkopf (22) angelenkt und mittels einer mit ihren Enden an je einer Anlenkstelle (28, 30) des Drehkopfs (22) und des ersten Mastarms (1) angelenkten ersten Zylinder-/Kolbeneinheit (32) um eine horizontale Knickachse (A) zwischen einer im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Einfaltstellung und einer Arbeitsstellung verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Mastarm (1) mindestens ein von seiner Einfaltstellung aus über einen definierten Schwenkweg wirksames hubunterstützendes Element (36) angreift.
Verteilermast nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hubunterstützende Element (36) als zwischen einer drehkopfseitigen und einer mastarmseitigen Kontaktstelle (38, 40) vorgespanntes Federelement ausgebildet ist.
Verteilermast nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hubunterstützende Element (36) als zwischen einer drehkopfseitigen und einer mastarmseitigen Kontaktstelle (38, 40) wirksamer Hydrozylinder ausgebildet ist.
Verteilermast nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das hubunterstützende Element (36) am Drehkopf (22) angelenkt ist und gegen eine Kontaktstelle (40) am ersten Mastarm (1) lose anliegt.
Verteilermast nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das hubunterstützende Element (36) am ersten Mastarm (1) angelenkt ist und gegen eine Kontaktstelle (38) am Drehkopf (22) lose anliegt.
Verteilermast nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Mastarm (1) nach Überschreiten des definierten Schwenkwegs von dem mindestens einen hubunterstützenden Element (36) abgehoben ist.
Verteilermast nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Mastarm (1) das mindestens eine hubunterstützende Element (36) beim Einfaltvorgang entlang dem definierten Schwenkweg bis zur Einfaltstellung in einen vorgespannten Zustand versetzt.
Verteilermast nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei hubunterstützende Elemente (36) vorgesehen sind.
Verteilermast nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Knickachse (A) des ersten Mastarms (1) exzentrisch zur Drehachse (18) des Drehkopfs (22) auf der der Spitze des ersten Mastarms (1) in seiner zur Drehachse (18) im Wesentlichen senkrecht ausgerichteten Einfaltstellung gegenüberliegenden Seite der Drehachse (18) angeordnet ist.
Verteilermast nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die drehkopfseitige Anlenkstelle (28) der Zylinder-/Kolbeneinheit (32) exzentrisch zur Drehachse (18) des Drehkopfs (22) auf derselben Seite wie die Knickachse (A) angeordnet ist.
Verwendung des Verteilermasts nach einem der Ansprüche 1 bis 10 als Träger für eine Betonförderleitung in einer stationären oder mobilen Betonpumpe, wobei der Drehkopf (22) an einem Unterbau oder einem Gestell der Betonpumpe um seine als Hochachse ausgebildete Drehachse (18) verdrehbar angeordnet ist und wobei die über den Verteilermast (14) geführte Förderleitung (16) an dem Druckausgang eines gestellfest angeordneten Pumpaggregats (12) angeschlossen ist.