Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Betonpumpen mit einem Verteilermast und dabei vorzugsweise auf solche Geräte, die auf dem Chassis eines Fahrzeuges, z. B. eines LKW aufgebaut sind. Solche und andere Geräte müssen in der Arbeitsstellung auch bei auskragendem Ausleger stabil auf einer Stützfläche abgestützt sein. Die Erfindung betrifft dabei insbesondere Auslegerabstützungen mit Hilfe von Stützarmen, die an einem den Aufbau des Gerätes tragenden Grundrahmen angelenkt und in ausgeschwenkter Stellung eine Vierpunktabstützung mit Hilfe von Stützbeinen ermöglichen, die als vorzugsweise hydraulisch betätigte Teleskope ausgeführt sind.

Bei solchen und anderen Auslegerabstützungen liegen die Stützpunkte in den Ecken einer geometrischen Figur, deren Umrißlinie eine Stützfläche umschreibt, innerhalb welcher der gesamte Schwerpunkt des Gerätes ggf. einschließlich seines Unterbaus, im Falle einer fahrbaren Betonpumpe einschließlich des Trägerfahrzeuges, liegen muß, um die Standsicherheit zu gewährleisten. Das gilt im übrigen unabhängig von der Art der Umschreibung der Stützfläche z. B. als Quadrat, Rechteck oder Trapez. Weil der Ausleger des Gerätes in aller Regel nicht nur auskragbar, sondern auch drehbar ist, beschreibt bei einer Drehung der Gesamtschwerpunkt einen Vollkreis, der bei einer Vollabstützung innerhalb der Stützfläche liegen muß.

Daraus folgt, daß, je größer, d. h. je länger der Ausleger ist, die Stützfläche und damit auch die Länge der Stützarme weiter anwachsen müssen. Obwohl man auch diese Stützweiten konstruktiv mit ausschwenk-und/oder aus- fahrbaren Stützarmen beherrschen kann, geben die Platzverhältnisse an den Aufstellungsorten des Gerätes, bei Betonpumpen der beschriebenen Art an manchen Baustellen die Stützweiten vor, so daß in vielen Fällen aus Platz- gründen keine Vollabstützung möglich ist. Das kann zu Betriebssituationen führen, in der der Gesamtschwerpunkt aus der Stützfläche herauswandert und die Gefahr eintritt, daß das Gerät kippt.

Die Erfindung bezieht sich auf Geräte, welche eine Sicherheitseinrichtung aufweisen, die das Gerät und/oder die Auslegerbetätigung abschaltet sobald die Kippgefahr eintritt und dadurch das endgültige Kippen des Gerätes vereitelt.

Solche Geräte in Gestalt verfahrbarer Betonpumpen mit Verteilermast als Ausleger sind an sich bekannt (Zeitschrift Beton 6/96 SS. 362,364 re. Sp.

Ziffer 2.5 ff.). Hierbei wird der in den vier hydraulisch betätigten Teleskopen der Stützbeine herrschende Druck als Parameter der Stützkraft überwacht.

Sobald der Druck in zwei Stützbeinzylindern nachläßt, wird die Betonpumpe abgeschaltet. Dadurch ist es möglich, mit Hilfe einer intelligenten Schaltung bei einer durch Platzmangel an der Baustelle erzwungen Teilabstützung das Gerät gegen Kippen zu sichern.

Die Erfindung ermöglicht das gemäß ihrem Grundgedanken mit den Merkmalen des Anspruches 1. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß der Erfindung sind die Druckschalter durch ihre Anordnung, wonach ihr Stößel, d. h. ihr gegenüber den Stützbeinen bewegliches Organ auf der Stützfläche des Gerätes und die Stützbeine und die Druckschalter auf- einander abgestützt sind, durch den Sollwert-Istwert-Vergleich in der Lage, bei einer oberhalb der Grenzlast liegenden Stützlast vollständig und bündig mit der Stützbeinauflagefläche einzufahren, während bei Unterschreitung der Grenzlast der Stößel von der Vorspannung getrieben um einen Weg, der einem Schalthub entspricht ausfährt, mit dem er die Stützfußauflagefläche überragt und die aktive Stützung übernimmt. Hierdurch wird erreicht, daß Li die Sicherheitsschaltung im Ergebnis sofort auf eine eintretende Kippgefahr reagieren kann.

Dadurch, daß erfindungsgemäß die Verhältnisse des momentenwirksamen Hebelarmes und der Einspannlänge des Stützbeinteleskopes und des Druckschalters sowie seines Stößels wie H/L < H/L eingestellt ist, werden gefährliche Störgrößen praktisch ausgeschaltet, die sich aus der Schwachstelle ergeben können, die in den druckmittelbetätigten Teleskopen der Stützbeine zwischen Kolben, Kolbenstange und Zylinderkopf einerseits und der Führung der Zylinderschutzrohre andererseits eintreten können. Im Belastungszustand der Stützbeinzylinder sind diese nämlich weit ausgefahren, so daß der Hebelarm (H) der momentenwirksamen Querkraft sein Maximum annimmt, während gleichzeitig die Einspannlänge (L) der Führung ihr Minimum erreicht, so daß das Verhältnis H/L sehr groß ist, was in den Führungen zu extrem hohen Reibungswiderständen führt, die bis zur Selbsthemmung reichen können. Die im Arbeitsbetrieb wirklich auftretende Stützlast wird somit teils über den Hydraulikdruck im Stützbeinzylinder und teils über die Reibungskräfte abgetragen nach der Gleichung : wirkliche Stützkraft = Reibungskraft + hydraulischer Druck x Zylinderkolbenfläche Hierdurch wird die im Stand der Technik vorgesehene einfache Druckmessung im Stützbeinzylinder so verbessert, daß die wirklich auftretende Stützkraft tatsächlich ermittelt und an die Sicherungseinrichtung weitergegeben werden kann. Dadurch, daß erfindungsgemaß das Verhältnis von H*/L*, das den momentenwirksamen Hebelarm und die Einspannlänge des Druckschalter wiedergibt, kleiner, d. h. wesentlich kleiner als das Verhältnis H/L gehalten wird, können die Störkräfte praktisch ausgeschaltet werden, was sich in einem entsprechenden Gewinn an Sicherheit in der Schaltung niederschlägt.

Durch diese Maßnahmen der Erfindung läßt sich auch ein weiterer Fehler eliminieren, der bei einfacher Druckmessung im Stützbeinzylinder nach dem Stand der Technik auftritt, sobald die Stützkräfte variieren. Je nach den Aufstellbedingungen des Gerätes kann es nämlich erforderlich werden, einen oder mehrere Stützbeinzylinder bis zum Anschlag also gegen Sicherheitsdruck auszufahren. Durch Ventilabsperrung bleibt der Druck im Zylinder in der Höhe des Sicherheitsdruckes gefangen und zeigt bei Messung unabhängig vom wirklichen Betriebszustand, d. h. von der tatsächlichen Stützkraft konstant den Sicherheitsdruck an.

Dadurch, dal3 erfindungsgemäß der Druckschalter ein Signal an die Sicherheitsschaltung abgibt, sobald die an dem Stützbein herrschende Stützlast die Vorspannkraft unterschreitet und die Sicherheitsschaltung die Signale der in der Auslegerabstützung benachbarten Stützbeine zu einem Ausgangssignal verknüpft, das die Sicherheitseinrichtung betätigt, also das Gerät und/oder die Auslegerbetätigung abschaltet, wird das Kippen des Gerätes vermieden. Denn es ist nur theoretisch denkbar, daß bei Verlagerung des Gesamtschwerpunktes auf ein Stützbein das Gerät allein über dieses Stützbein kippt und alle anderen Stützbeine vom Boden abheben. Ein solcher Zustand ist statisch unbestimmt labil, was praktisch dazu führt, daß das Gerät sich zur rechten oder linken benachbarten Kippkante neigt, wodurch sich ein statisch bestimmter Zustand einstellt. Die Kippkante ist bei einem Stützviereck der eingangs beschriebenen Art die Seite, über welche der Ausleger auskragt. Theoretisch tritt der Kippzustand dann ein, wenn die der Kippkante gegenüberliegende Seite des Stützviereckes entlastet ist, also die Stützkräfte in den an den Enden dieser Seite angeordneten Stützbeinen gleich Null sind. Aus Sicherheitsgründen ist die Abschaltung der Bewegung des Verteilermastes und der Betonpumpe vor Erreichen dieses Zustandes vorzunehmen, d. h. wenn noch eine Restkraft in diesen Stützen wirksam ist.

Diese Last ist als Grenzlast definiert und maschinenspezifisch festgelegt. Die Sicherheitseinrichtung ist so ausgelegt, daß sie nicht unterschritten werden kann. Aus den Gesetzen der Statik folgt, daß bei Unterschreitung der Grenzlast an nur einer Stütze noch keine Kippgefahr besteht, sondern erst dann, wenn auch an der zweiten Stütze dieser Seite die Grenzlast erreicht oder unterschritten ist. Dieser Umstand ist bei der erfindungsgemäßen Schaltung dadurch berücksichtigt, daß einerseits die Vorspannkraft entsprechend gewählt ist und andererseits die Sicherheitsschaltung nur die Signale der in der Auslegerabstützung benachbarten Stützbeine zu dem Ausgangssignal verknüpft, das schließlich die Sicherheitseinrichtung betätigt.

Die Erfindung hat daher den Vorteil, daß sie auch bei Schräglage des Gerätes und der dabei auftretenden Hangabtriebskraft, welche auf die belasteten Stützbeine wirkt, was zu einer nicht zylindermittigen Stützkrafteinleitung in das Stützbein bei unebenem Untergrund, bei unebener Unterfütterung des Stützfußes oder bei Schrägstellung des Stützbeins infolge Durchbiegung des Stützarmes führt, eine ausreichende Sicherheit gewährleistet. Vorzugsweise und gemäß den Ansprüche 2 und 3 werden die die Signale abgebenden Organe der Sicherheitseinrichtungen entweder als signalgebende Schal- ter/Ventile, die schaltungstechnisch Öffner sind oder als schaltungstechnische Schließer ausgebildet. Dadurch ist eine schnelle, d. h. auf jeden Gefahrenzu- stand rechtzeitig reagierende Sicherheitseinrichtung möglich.

Gemäß den Ansprüchen 4 und 5 kann die Sicherheitsschaltung als solche die von den Druckschaltern ausgehenden Signale als von den Druckschaltern erzeugte elektrische Ein-und Ausschaltstromimpulse oder als von den Druck- schaltern erzeugte hydraulischen oder pneumatische Druckimpulse (Druck beaufschlagt/Drucklos) aufnehmen. Die Sicherheitsschaltung arbeitet dann mit ja/nein Signalen, was ein schnelles Reagieren der Schaltung bei auftretenden Störgrößen ermöglicht.

Die Einzelheiten, die weiteren Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen anhand von Betonpumpen und Verteilermast und der Figuren in der Zeichnung ; es zeigen Fig. 1 ein Abstützbild mit Zuordnung der Stützpunkte untereinander, Fig. 2 eine Darstellung der Biegemomentverhältnisse an einem Stützbein bei Ausführung des Druckschalters als mechanisch vorgespannter elektrischer Öffner in Schaltposition, bei der die Stützlast größer oder gleich der Grenzlast ist, Fig. 3 in der Fig. 2 entsprechender Darstellung die Schaltposition, bei der die Stützlast kleiner als die Grenzlast ist, Fig. 4 schematisch eine schaltsymbolische Darstellung gemäß der Wiedergabe in Fig. 2, Fig. 5 eine schaltsymbolische Wiedergabe der Darstellung gemäß der Fig. 3, Fig. 6 eine schaltsymbolische Druckschalteranordnung in baulich richtiger Lage der Stützpunkte, wobei die Schalter schließen, wenn Stützlast < Grenzlast, Fig. 7 eine der Fig. 6 entsprechende schaltsymbolische Durckschalteranordnung in schematischer Wiedergabe, Fig. 8 eine schaltsymbolischeDurckschalteranordnunggemäß einer weiteren Ausführungsform, wobei die Schalter schließen, Stützlast < Grenzlast, Fig. 9 eine schaltsymbolische Anordnung gemäß einer anderen Anordnung, Fig. 10 eine schaltsymbolische Druckschalteranordnung gemäß einer weiteren Anordnung mit hydraulischen Druckschaltern, Fig. 11 eine Druckschalterausführung als mechanisch vorgesteuertes 2/2- Wegeventil in Schaltposition, wobei die Stützlast größer oder gleich der Grenzlast ist in schaltsymbolischer Darstellung, Fig. 12 in einer der Fig. 11 entsprechenden Darstellung, bei der jedoch die Stützlast kleiner als die Grenzlast ist, Fig. 13 eine Druckschalterausführung als hydraulisch/pneumatisch vorgesteuertes 2/2-Wegeventil in Schaltposition bei der die Stützlast größer oder gleich der Grenzlast ist in einer schaltsymbolischen Darstellung und Fig. 14 in der Fig. 13 entsprechender Darstellung eine Schaltposition, bei der die Stützlast kleiner als die Grenzlast ist.

Wie sich aus der Darstellung der Fig. 1 ergibt, ist das im einzelnen nicht wiedergegebene Gerät mit seinem Ausleger auf einem Rahmen 1 verlagert.

Der im Grundriß rechteckige Rahmen weist in seinen vier Ecken angelenkte und ebenfalls schematisch wiedergegebene Stützarme 2,3,4 und 5 auf. Die Arme sind in ausgeschwenkter und/oder ausgefahrener Stellung wiedergege- ben. An den beiden Enden der Arme sind als hydraulische Zylinder ausgebildete Teleskope 6,7,8 und 9 mit ihrem kolbenseitigen Ende gestellfest angeordnet, wobei das kolbenstangenseitige Ende zur allgemein mit 10 bezeichneten Stützfläche gerichtet ist. An dem ausfahrbaren Ende der Kolbenstange ist regelmäßig ein in den Fig. 2 und 3 gezeichneter Stützfuß 11 starr oder beweglich gelagert, wobei die Kolbenstange mit 12 und der Zylinder mit 13 bezeichnet sind. Der Stützfuß 11 liegt mit einer im allgemeinen großflächigen Stützplatte 14 auf der Stützfläche 10 auf.

Die in den Fig. 2 und 3 wiedergegebene Ausführung der Stützbeine hat allerdings den Nachteil, daß im ausgefahrenen Zustand der Kolbenstange 12 des Stützbeinzylinders 13 möglichen Verschmutzungen und Beschädigungen von außen ausgesetzt ist.

Um dies zu vermeiden, läßt sich am Ende der Stützarme jeweils ein etwa senkrecht zur Aufstellfläche ausgerichtetes äußeres Führungsrohr gestellfest anordnen, in welchem ein inneres Rohr gleitend beweglich geführt an- geordnet ist, das mit seinem ausgefahrenen Ende und einer daran befestigten Seite auf der Aufstellfläche aufliegt. Das Ein-und Ausfahren des inneren Führungsrohres sowie die Stützkraftaufbringung erfolgt hierbei ebenfalls durch einen Stützbeinzylinder 13, jedoch sind diese Teile im Inneren des Führungsrohres angeordnet und überdies am kolbenstangenseitigen Ende gelenkig am Stützarm befestigt.

Dessen ungeachtet wirken auf die Stützbeine 5 bis 8 und über deren Stützfüße 11 nicht nur senkrecht zur Stützfläche gerichtete Kräfte. Es treten auch mehr oder weniger große, nicht vorhersehbare, auf die Stützbeine wirkende Biegemomente auf, die ihre Ursache entweder in einer Schräglage des Gerätes infolge der dabei auftretenden Hangabtriebskraft oder in anderen örtlichen Gegebenheiten haben, bei denen die Stützkrafteinleitung in den Stützfuß nicht zylindermittig erfolgt, was bei unebenem Untergrund, bei unebener Unterfütterung des Stützfußes und bei Schrägstellung der Stützbeine infolge durch Biegung des Stützarmes der Fall sein kann. Diese Biegemomente werden gemäß der Fig. 1 über die Stützbeine und Stützarme in den Rahmen 1 und damit in das Fahrgestell abgetragen.

Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, ist in jedes der vier Stützbeine ein allgemein mit 15 bezeichneter Druckschalter eingebaut. Dieser Druckschalter weist einen achsial beweglichen Stößel 16 auf, der im Ausführungsbeispiel nach den Fig.

2 und 3 mit einer Spiralfeder 17 und damit mechanisch auf die Stützfläche 10 vorgespannt ist. Der Stößel betätigt über eine Schaltstange 18 eine über eine weitere Spiralfeder 19 abgeschützte Schaltplatte 20, welche als Ein-und Ausschalter einen Stromkreis 21 beeinflußt.

In die Fig. 2, welche dem Belastungszustand des Stützbeinzylinders 13 wiedergibt, der hierbei weit ausgefahren ist, ist der momentenwirksame Hebelarm H einer angenommenen Querkraft mit einem Maximum dargestellt. Die Einspannlänge L ist ebenfalls eingetragen. Daraus ist ersichtlich, daß im Belastungszustand das Verhältnis H/L sehr groß ist, was in der Führung der Kolbenstange zu extrem hohen Reibungswiderständen und damit zu Meßfehlern führt, sofern man den Druck im Zylinder 13 als Parameter für die Sicherheitsschaltung verwenden würde.

Infolge der Ausbildung und Anordnung des Druckschalters 15 ergibt sich jedoch für den Druckschalter gemäß der Darstellung der Fig. 3 beim Nachlassen der Stützkraft ein momentenwirksamer Hebelarm H* und eine Einspannlänge L*, so daß das Verhältnis von H*/L* wesentlich kleiner als das Verhältnis von H/L ist. Dadurch werden die in der Führung der Kolbenstange auftretenden Störgrößen ausgeschaltet.

Mit Hilfe der Feder 17 ist der Stößel 16 des Druckschalters 15 in Richtung auf die Stützfläche 10 vorgespannt. Die Vorspannung (Grenzstützlast) ist maschinenspezifisch so gewählt, daß im Falle Stützkraft = Vorspannkraft ausreichend Standsicherheit gegeben ist, so daß bei eintretender Kipptendenz (wenn Sützlast die Vorspannkraft unterschreitet) an den jeweiligen Stützen der Stößel, wie in Fig. 3 dargestellt infolge der Federwirkung ausfährt und somit die Fläche 14 ihren Kontakt mit der Stützfläche 10 verliert.

Dies führt dann dazu, daß die Schaltplatte 20, die als Öffner wirkt unter dem Einfluß ihrer Feder 19 die Kontakte des Stromkreises 21 öffnet. Dieser Vorgang ist in Fig. 4 und 5 dargestellt, wobei die Kontakte des Stromkreises jeweils mit 22 und 23 der Schaltplatte 20 bezeichnet sind.

Wie sich aus den Darstellungen der Fig. 2 und 3 ferner ergibt, sind die Stößel 16 der Druckschalter 15 auf der Länge L in einer Aussparung 24 gleitend geführt, so daß bei außerachsialer Belastung keine oder nur geringe Reibungskräfte in den Druckschaltern auftreten können.

Wie sich aus der Fig. 1 ergibt, ist die Stützfläche 10 durch ein Rechteck bzw. ein Trapez umschrieben, wobei die Stützbeine 6 bis 9 in den Ecken A bis D angeordnet sind, die durch die Länge der Arme 2 bis 5 gegeben sind. Sofern keine Vollabstützung, sondern nur eine Teilabstützung am Aufstellungsort des Gerätes möglich ist, kann das Gerät über die jeweils benachbarten Stüt- zen A und B oder B und C oder C und D oder D und A eine Kipptendenz entwickeln. In der in den Fig. 6 und 7 wiedergegebenen elektrischen Schaltung ist der von einer elektrischen Stromquelle herangeführte Schaltstrom auf der Leitung 25 bei 26 verzweigt. In den beiden parallelen und sich bei 27 überkreuzenden Leitungen 28 und 29 liegen in Reihe hintereinander die Druckschalter A und C bzw. D und B. Die Leitungszweige 28 und 29 sind im Verzweigungspunkt 30 hinter den Druckschaltern zu- sammengeführt. Der Leitungsausgang 31 liegt einem Schaltrelais 32 an, welches über einen federbelasteten Kippschalter 33 den elektrischen Kreis 34 schaltet, in dem eine Betonpumpe (BP) und ein Verteilermast (VM) mit seinem Drehwerk und seinen ggf. vorgesehenen Antrieben von Mastsektionen enthalten ist.

Die Fig. 7 stellt eine schematische Wiedergabe der Druckschalteranordnung gemäß Fig. 6 dar.

Sobald eine Kipptendenz auftritt unterschreitet die in den entlasteten Stützbeinen herrschende Stützlast die Vorspannkraft und infolge der dann betätigten Schalterplatte 20 wird ein Signal an die Sicherheitsschaltung abgegeben, die die Signale der in der Auslegerabstützung benachbarten Stützbeine A-B oder B-C oder C-D oder D-A zu einem Ausgangssignal verknüpft, das über das Relais 32 die Sicherheitseinrichtung des Kippschalters 33 betätigt, der das Gerät und/oder die Auslegerbetätigung abschaltet.

Die Ausführungsform nach Fig. 8 unterscheidet sich von den Ausführungsformen nach den Fig. 6 und 7 dadurch, daß die Druckschalter als elektrische Schließe ausgebildet sind, wobei der von einer elektrischen Stromquelle herangeführte Schaltstrom auf der Leitung 25 nach Verzweigung an den beiden Druckschaltern A und C anliegt, die zwei diagonal gegenüberliegenden Stützbeinen 7 und 9 zugeordnet sind wobei die Ausgänge dieser Schalter an einer gemeinsamten Leitung 35 hinter den Schaltern A und C im Verzweigungspunkt 36 zusammengeführt sind, die ihrerseits im Punkt 37 in zwei parallele Leitungszweige verzweigt ist, in denen die Schalter B und D liegen. Hinter diesen Schaltern ist im Verzweigungspunkt 38 die zum Relais 32 führende Ausgangsleitung 31 angeordnet.

Die Ausführungsform nach Fig. 9 sieht vor, daß der von einer elektrischen Stromquelle über die Leitung 25 herangeführte Strom durch Verzweigungen in den Punkten 39 und 40 an den Druckschaltern A bis D anliegt. Die Ausgänge der Leitungszweige liegen am Eingang eines Rechners 40 (Computer, Microprozessor). Dieser ist so programmiert, daß er bei der Signalkombination A und B oder B und C oder C und D oder D und A den Schaltimpuls über die Ausgangsleitung 31 dem Relais 32 zuführt, das den Stopp/Ausschaltimpuls für den Verteilermast VM bzw. für die Betonpumpe BP auslöst.

Im Gegensatz zu den elektrischen bzw. elektronischen Sicherheitsschaltungen aus den Fig. 6 bis 9 ist die Sicherheitsschaltung nach Fig. 10 hydraulisch ausgeführt, wobei als Druckmittel auch Druckluft in Frage kommt. Der vom Druckerzeuger P über die Leitung 41 zugeführte Druckmittelstrom (Drucköl, Druckluft) verzweigt sich bei 42 in zwei parallele Leitungen 43,44, die sich bei 45 überkreuzen und bei 46 zusammengeführt sind, wobei durch einen Leitungszweig 47, der eine Drossel 48 enthält und zum Tank 49 führt ein Staudruck erzeugt wird, der den Druck in der Leitung 50 beherrscht, über die ein 2/2-Wegeventil 51 geschaltet wird, deren Schaltor- gan 52 mit einer Feder 53 vorgespannt ist und einen Schaltimpuls über eine Leitung 54 an die Betonpumpe BP bzw. Verteilermast VM weitergibt.

Anstelle der Schalter 15 werden in den Leitungszweigen 43,44 2/2- Wegeventile in den Punkten A bis D verwendet, die ihrerseits nach einer Seite vorgespannt und nach der anderen Seite mit einem bei X, Y abgezweigten Druckmittelstrom über Leitungen 55 und 56 geschaltet werden können.

Die Druckschalter sind in den Fig. 11 und 12 sowie 13 und 14 schematisch wiedergegeben. Die Schaltkolben 58 ersetzen dabei die Schaltstangen 18 in der elektrischen bzw. elektronischen Schaltung, jedoch sind die Stößel 16 wiederum in Aussparungen 24 der Teile 11 geführt.

Die Fig. 13 und 14 zeigen die Führung der Steuerleitungen 55 und 56, die mit X und Y bezeichnet sind.