用于输出流体过程材料的设备
阅读说明：本技术 用于输出流体过程材料的设备 (Device for discharging fluid process material ) 是由 T·胡思 T·瑞格 于 2020-03-25 设计创作，主要内容包括：一种用于输出流体过程材料、尤其是呈混凝土,砂浆或粘合剂的形式的过程材料的设备,该设备带有分配杆,该分配杆带有多个在铰接件(20,20',20'',20''')处相互连接的杆臂(22,22',22'',22''')；该设备带有由多个优选经由弯管(27)和转动联结器(66)铰接地相互连接的、沿着各个杆臂(22)引导的且固定在所述杆臂处的管部段(25)构成的过程材料-输送管路(26)；和接纳在分配杆(18)处的带有用于输出过程材料的装置的工具(32)。工具(32)根据本发明具有能以来自过程材料-输送管路(26)的过程材料加载的缓冲容器(34)并且包括用于在输出部位处输出由缓冲容器(34)供应的过程材料的输出机构(36)。(An apparatus for discharging fluid process material, in particular process material in the form of concrete, mortar or adhesive, with a distribution rod with a plurality of lever arms (22,22',22 "') which are connected to one another at a hinge (20,20', 20"'); the device comprises a process material conveying line (26) which is composed of a plurality of pipe sections (25) which are preferably hingedly connected to one another via a bent pipe (27) and a rotary coupling (66), are guided along the respective lever arm (22), and are fixed thereto; and a tool (32) received at the dispensing lever (18) with means for outputting process material. According to the invention, the tool (32) has a buffer container (34) that can be loaded with process material from the process material supply line (26) and comprises an output device (36) for outputting the process material supplied by the buffer container (34) at an output point.)
技术领域
本发明涉及一种用于输出呈混凝土，砂浆，灰泥或掺有石英砂的粘合剂的形式的流体过程材料的设备，该设备带有构造为弯折杆的分配杆，该分配杆带有多个在铰接件处相互连接的杆臂；该设备带有由多个经由弯管和转动联结器铰接地相互连接的、沿着各个杆臂引导的且固定在所述杆臂处的管部段构成的过程材料-输送管路；该设备带有构造为活塞泵或转子软管泵的过程材料-输送泵，过程材料-输送泵用于将过程材料供应到过程材料-输送管路中；以及该设备带有接纳在分配杆处的工具，该工具带有用于输出过程材料的装置。
背景技术
由EP1319110B1已知这种设备。在那描述了一种带有分配杆(Verteilermast)的汽车式混凝土泵(Autobetonpumpe)，其设计成用于将混凝土作为过程材料(Prozesswerkstoff,有时称为工艺材料)输出。汽车式混凝土泵具有分配杆，该分配杆带有由多个杆臂组成的弯折杆(Knickmast)，该弯折杆的杆臂能够分别围绕彼此平行的水平弯折轴线借助于各一个驱动单元受限地枢转。在汽车式混凝土泵的弯折杆处接纳有过程材料-输送管路，该过程材料-输送管路通入到固定在分配杆的杆尖端处的端部软管中，该端部软管作为带有用于输出过程材料的装置的工具。
为了由混凝土建造建筑物，通常使用模板，所述模板用混凝土填充。所述模板在制造方面是耗费且昂贵的并且所述模板必须在混凝土硬化之后以显著的耗费去除。由此，如在工件的工业制造中那样也将所谓的3D打印考虑用于建筑物的建造。
发明内容
本发明的任务是，提供一种设备，该设备可以用于借助于所谓的增材式制造方法建造建筑物。
该任务利用在权利要求1中给出的设备解决。本发明的有利的实施方式在从属权利要求中给出。
本发明基于以下构思，即借助接纳在分配杆处的工具对过程材料、如例如优选快速硬化的混凝土，砂浆(Mörtel)或粘合剂的连续输出实现：逐层建造建筑物，其方式为，使工具移位。发明人已认识到，建筑物的逐层施覆能够以高的精度实现，其方式为，过程材料尽可能非脉冲式地而是以恒定的质量流在建筑物处提供。本发明因此提出，带有用于输出过程材料的装置的工具具有能以来自过程材料-输送管路的过程材料加载的缓冲容器，该缓冲容器带有用于缓冲经由过程材料-输送管路脉冲式供应的过程材料的容积，并且该带有用于输出过程材料的装置的工具包括用于在输出部位处输出由缓冲容器供应的过程材料的输出机构。
通过在建筑物处在精确限定的位置处提供过程材料，可实现，在没有耗费的位置固定的模板的情况下以及在没有固定的或可动的脚手架或升降架的情况下建造建筑物，在脚手架或升降架上建筑工人进行手动作业。
尤其是，通过使带有用于输出过程材料的装置的工具包括用于将过程材料从缓冲容器连续供应给输出机构的输送设备，可以确保在建筑物处施覆的过程材料-质量流的精准计量。
本发明的构思是，输送设备具有壳体，该壳体具有与缓冲容器的容纳容积经由缓冲容器中的底部侧的开口连接的中空空间，该中空空间与输出机构连通。本发明的构思也是，在壳体的中空空间中布置有用于将过程材料连续供应给输出机构的至少一个输送螺杆。输送设备可以构造为压缩空气输送器。本发明尤其是提出，输出机构构造为成形过程材料的喷嘴。在此，有利的是，设置有用于改变输送设备的设定的控制器件，以便由此实现改变在建筑物处的过程材料-质量流。
通过设置用于使喷嘴的过程材料-排出开口相对于缓冲容器移位的器件，能够改变在建筑物处输出的过程材料-质量流的地点，而为此不必使大的质量运动。
本发明的一种优选的实施方式设置成，工具在转动铰接件中可转动地支承在分配杆处。转动铰接件可以具有水平的转动轴线。尤其是，工具可以具有联接到转动铰接件处的保持臂。为了使带有用于输出过程材料的装置的工具在保持臂处围绕转动轴线运动适宜地存在有驱动器件。驱动器件可以例如具有联接到杆臂处的液压缸，该液压缸作用到联接到保持臂处的第一转向杠杆组件上，所述第一转向杠杆组件在具有水平的第一转动轴线的转动铰接件中接纳在转向器组件处，所述转向器组件围绕另外的水平的转动轴线可转动运动地支承在杆臂处，其中，转向杠杆组件将围绕水平的第一转动轴线从液压缸导入的转矩传递到保持臂上。有利的是这样的快速更换器，即该快速更换器用于将保持臂与工具的具有缓冲容器和输出机构的区段快速且简单地可松脱地连接。该措施实现工具的缓冲容器和输出机构的快速更换。该措施也实现将具有不同功能的不同的工具区段接纳在保持臂处，如例如替代缓冲容器和输出机构将锯或负载接收器件接纳在保持臂处亦或实现接纳带有混凝土输送管路以及带有端部软管的联接臂。
此外，可实现，过程材料-输送管路具有转动联结器，所述转动联结器带有与接纳带有用于输出过程材料的装置的工具的转动铰接件的转动轴线同轴的转动轴线。
根据本发明的用于输出流体过程材料的设备可以包括用于通过围绕转动轴线的运动控制和/或调节用于输出过程材料的工具的位置的系统。该系统可以尤其是为了控制和/或调节工具的位置而包括用于探测输出机构的位置的位置传感器和/或用于探测保持臂相对于在转动铰接件中接纳带有用于输出过程材料的装置的工具的杆臂的转动角度的角度传感器。
该工具可以与过程材料-输送管路连接。有利的是，工具包括用于进一步处理通过过程材料-输送管路输送的过程材料的器件，尤其是用于将过程材料-添加剂供应到缓冲容器中的器件。缓冲容器优选是漏斗形的。
应注意，带有用于输出过程材料的装置的工具有利地布置在分配杆的杆尖端处或布置在分配杆的杆尖端的区域中。
附图说明
下面根据附图中以示意性的方式示出的实施例详细阐释本发明。
在此：
图1示出带有分配杆和用于输出过程材料的装置的自动泵的侧视图；
图2示出分配杆的第一部分视图；
图3示出分配杆的第二部分视图；
图4示出分配杆的第三部分视图；
以及图5
图6示出另外的分配杆的部分视图，该另外的分配杆带有快速更换器用于联接到接纳在分配杆处的工具的保持臂上的工具区段的更换。
具体实施方式
图1中的汽车式混凝土泵10是大空间机器人。该汽车式混凝土泵用于输出流体过程材料，例如预拌混凝土(Transportbeton)或砂浆但是还有灰泥或可流动的粘合剂，尤其是掺有填充材料，例如石英砂的粘合剂。该汽车式混凝土泵具有底盘12，该底盘带有下部结构14，该下部结构承载有分配杆18，该分配杆能够例如展开直到60m的长度。分配杆18是弯折杆。该分配杆在下部结构14处接纳在杆支座16处并且具有铰接件20,20',20''和20'''，在所述铰接件中，杆臂22,22',22''和22'''借助于构造为液压缸的驱动单元24分别可以绕水平的转动轴线运动。在杆支座16处，分配杆18可以围绕竖直的转动轴线17借助液压驱动器(未示出)转动。分配杆18包括过程材料-输送管路26，该过程材料-输送管路带有管部段25，所述管部段经由转动联结器66和弯管27连接。过程材料-输送管路26与液压过程材料-输送泵30连通。过程材料-输送泵30具有用于容纳过程材料的材料供给容器31。过程材料-输送泵30是活塞泵，例如如其在EP2867531B1中在第[0014]段参考图3a至图3d作为双缸-浓稠材料泵所描述的那样的活塞泵。这种活塞泵包括两个输送缸，两个相反的输送活塞在所述输送缸中运动，所述输送活塞使过程材料从材料供给容器中通过管转道器交替地运动到过程材料-输送管路26中。但过程材料-输送泵30原则上也可以是其他的适合用于输送浓稠材料的泵，例如转子软管泵，如其在WO2013/12624A1中根据图1至图7在第3至10页所描述的那样。
分配杆18承载有工具32，该工具带有用于输出过程材料的装置。在分配杆18处，工具32可以借助于构造为液压缸56的液压驱动器件围绕水平的转动轴线枢转。
用于在工具32中输出过程材料的装置具有漏斗状的缓冲容器34。过程材料-输送管路26通入到缓冲容器34中。缓冲容器34由此可以被加载以通过过程材料-输送管路26供应的过程材料。缓冲容器34具有容纳容积，该容纳容积实现通过过程材料-输送管路26脉冲式供应的过程材料的缓冲。用于在工具32中输出过程材料的装置具有构造为喷嘴的输出机构36并且包括用于将在缓冲容器34中经缓冲的过程材料从缓冲容器34连续供应给输出机构36的输送设备38。
汽车式混凝土泵10具有这样的系统，该系统用于利用控制器40控制过程材料-输送泵30和工具32以及分配杆18中的驱动单元24以便使杆臂22,22',22''和22'''运动，并且用于利用控制器40控制液压驱动器以便使分配杆18围绕竖直的转动轴线17运动。控制器40由此实现，不仅设定工具32的输出机构36的运动而且设定不同的分配杆-姿态和工具32相对于分配杆的不同的相对位置。
图2是分配杆18的部分视图。在图3和图4中能以不同视角看到分配杆18的其他视图。
输送设备38螺旋输送器。输送设备38具有壳体42，该壳体具有联接到缓冲容器34处的中空空间44，该中空空间与输出机构36连通。壳体42的中空空间44与缓冲容器34的容纳容积经由缓冲容器34中的底部侧的开口连接。在壳体42的中空空间44中布置有用于将过程材料连续供应给输出机构36的至少一个输送螺杆46。输送螺杆46借助于液压驱动马达47驱动。应注意，作为输送螺杆46的驱动器尤其是也可以设置电驱动马达。输送设备38在一种备选的实施方式中也可以包括两个相反运行的输送螺杆，以便由此使浆状介质运动，所述浆状介质从缓冲容器34供应到中空空间44中。但此外，输送设备38在一种备选的实施方式中也可以例如设计为压缩空气输送器。
构造为喷嘴的输出机构36用于过程材料的成形。当过程材料连续从缓冲容器34借助于输送设备38供应时，输出机构36使借助于输送设备38从缓冲容器34供应的过程材料成形为过程材料-珠状物(Raupe)。由此在输出机构36的输出部位48处，过程材料可以从缓冲容器34以根据地点和时间精确限定的体积流提供，以便由此实现根据3D打印机的方式精准地逐层施覆材料。
用于在工具32中输出过程材料的装置围绕转动轴线52可转动地支承在接纳在分配杆18处的转动铰接件50处。转动铰接件50的转动轴线52是水平的转动轴线。用于在工具32中输出过程材料的装置具有联接到转动铰接件50处的保持臂54并且作为用于使用于输出过程材料的装置在保持臂54处围绕转动轴线52运动的驱动器件具有联接到杆臂22处的液压缸56。液压缸56作用到联接传动机构(Koppelgetriebe)上，该联接传动机构带有联接到保持臂54处的第一转向杠杆组件58，该第一转向杠杆组件在具有水平的第一转动轴线60的转动铰接件62中接纳在转向器组件64处，该转向器组件围绕另外的水平的转动轴线65可转动运动地支承在另外的转动铰接件63中的杆臂22处。转向杠杆组件58将从液压缸56围绕水平的第一转动轴线60导入的转矩传递到保持臂54上。通过适当调整液压缸56即使在分配杆18的姿态改变时也可以使缓冲容器34始终保持在水平位置中。
过程材料-输送管路26具有转动联结器66，该转动联结器带有与接纳用于输出过程材料的装置的转动铰接件50的转动轴线52同轴的转动轴线。
汽车式混凝土泵10的控制器40中的系统实现优选通过围绕接纳用于输出过程材料的装置的转动铰接件50的转动轴线52的运动来控制和/或调节工具32连同用于输出过程材料的装置的水平位置。对用于在控制器40中控制和/或调节工具32的位置的系统而言也可以与用于探测输出机构的位置的位置传感器和/或与用于探测在用于输出过程材料的装置与在转动铰接件50中接纳用于输出过程材料的装置的杆臂22之间的角度的角度传感器有效连接。
应注意，在本发明的另外的修改的实施方式中可以设置成，在输出部位处从喷嘴排出的过程材料-珠状物的几何形状是可调整的，例如其方式为，喷嘴具有通过控制器件可调节的带有排出开口的喷嘴口，所述排出开口的几何结构是可改变的。尤其是，在工具32的另外的修改的实施方式中，备选地或附加地可以设置成，存在有用于使喷嘴的过程材料-排出开口相对于缓冲容器34移位的器件。也应注意，工具32可以包括用于进一步处理通过过程材料-输送管路26输送的过程材料的器件，尤其是用于将过程材料-添加剂供应到缓冲容器34中的器件，其通过直接联接到输送设备38的壳体42处的用于供应过程材料-添加剂的管路，该管路通入到带有输送螺杆46的中空空间44中；或通过用于供应过程材料-添加剂、如空气或气态、液态或固态化学物的管路，该管路与构造为喷嘴的用于过程材料的输出机构36中的喷嘴腔室连通并且该管路如过程材料-输送管路26那样接纳在分配杆18的杆臂22,22',22''和22'''处。
有利的是，在本发明的相对于上述实施方式有修改的实施方式中，工具32也可以借助于快速更换器联接到分配杆18处。
图5和图6示出带有用于更换工具区段的快速更换器68的另外的分配杆18的部分视图，所述工具区段联接到接纳在分配杆18处的工具32的保持臂54处。
图5中示出的工具32作为借助于快速更换器68与保持臂54可松脱地连接的工具区段具有联接臂70，该联接臂带有过程材料-输送管路26和端部软管72。
图6作为能借助于快速更换器68联接到保持臂54处的不同的工具区段示出打印头和/或喷射装置74，第一和第二负载接收器件76,78和锯80。打印头和/或喷射装置74包括缓冲容器34并且具有用于输出通过分配杆18的过程材料-输送管路供应的过程材料的输出机构36。
总之，应理解如下：一种用于输出流体过程材料、尤其是呈混凝土，砂浆或粘合剂的形式的过程材料的设备，该设备带有分配杆，该分配杆带有多个在铰接件20,20',20'',20'''处相互连接的杆臂22,22',22'',22'''；该设备带有由多个优选经由弯管27和转动联结器66铰接地相互连接的、沿着各个杆臂22,22',22'',22'''引导的且固定在所述杆臂处的管部段25构成的过程材料-输送管路26；和接纳在分配杆18处的工具32，该工具带有用于输出过程材料的装置。用于输出过程材料的装置具有能以来自过程材料-输送管路26的过程材料加载的缓冲容器34并且包括用于在输出部位48处输出由缓冲容器34供应的过程材料的输出机构36。
尤其是，本发明可以具有以下方面：
1. 用于输出流体过程材料、尤其是呈混凝土，砂浆或粘合剂的形式的过程材料的设备，所述设备带有分配杆，所述分配杆带有多个在铰接件(20,20',20'',20''')处相互连接的杆臂(22,22',22'',22''')；所述设备带有由多个优选经由弯管(27)和转动联结器(66)铰接地相互连接的、沿着各个杆臂(22,22',22'',22''')引导的且固定在所述杆臂处的管部段(25)构成的过程材料-输送管路(26)；以及所述设备带有接纳在分配杆(18)处的工具(32)，所述工具带有用于输出过程材料的装置，
其特征在于，
工具(32)具有能以来自过程材料-输送管路(26)的过程材料加载的缓冲容器(34)并且包括用于在输出部位处输出由缓冲容器(34)供应的过程材料的输出机构(36)。
2. 根据方面1所述的设备，其特征在于，工具(32)包括用于将过程材料从缓冲容器(34)连续供应给输出机构(36)的输送设备(38)。
3. 根据方面2所述的设备，其特征在于，输送设备(38)具有壳体(42)，壳体具有联接到缓冲容器(34)上的中空空间(44)，中空空间与输出机构(36)连通。
4. 根据方面3所述的设备，其特征在于，在壳体(42)的中空空间(44)中布置有用于将过程材料连续供应给输出机构(36)的至少一个输送螺杆(46)。
5. 根据方面2所述的设备，其特征在于，输送设备(38)构造为压缩空气输送器。
6. 根据方面1至5中任一项所述的设备，其特征在于，输出机构(36)构造为成形过程材料的喷嘴。
7. 根据方面6所述的设备，其特征在于控制器件，其用于使喷嘴的过程材料-排出开口相对于缓冲容器(34)移位。
8. 根据方面1至7中任一项所述的设备，其特征在于，工具(32)在转动铰接件(50)中可转动地支承在分配杆(18)处。
9. 根据方面8所述的设备，其特征在于，转动铰接件(50)具有水平的转动轴线(52)。
10. 根据方面8或9所述的设备，其特征在于，工具(32)具有联接到转动铰接件(50)处的保持臂(54)。
11. 根据方面8至10中任一项所述的设备，其特征在于驱动器件，其用于使用于输出过程材料的装置在保持臂(54)处围绕转动轴线(52)运动。
12. 根据方面11所述的设备，其特征在于，驱动器件具有联接到杆臂(22)处的液压缸(56)，液压缸作用到用于使具有保持臂的臂相对于带有联接到保持臂(54)处的第一转向杠杆组件(58)的杆臂转动的驱动器上，第一转向杠杆组件在具有水平的第一转动轴线(60)的转动铰接件(62)中接纳在转向器组件(64)处，所述转向器组件围绕另外的水平的转动轴线(65)可转动运动地支承在杆臂(22)处，其中，转向杠杆组件(58)将围绕水平的第一转动轴线(60)从液压缸(56)导入的转矩传递到保持臂(54)上。
13. 根据方面12所述的设备，其特征在于快速更换器，所述快速更换器用于将保持臂(54)与工具(32)的具有缓冲容器(34)和施加机构(36)的区段可松脱地连接。
14. 根据方面11至13中任一项所述的设备，其特征在于，过程材料-输送管路(26)具有转动联结器(66)，所述转动联结器带有与接纳带有用于输出过程材料的装置的工具(32)的转动铰接件(50)的转动轴线(52)同轴的转动轴线(52)。
15. 根据方面11至14中任一项所述的设备，其特征在于系统，其用于通过围绕转动轴线(52)的运动控制和/或调节用于输出过程材料的工具(32)的位置。
16. 根据方面15所述的设备，其特征在于，用于控制和/或调节工具(32)的位置的系统具有用于探测输出机构(36)的位置的位置传感器和/或用于探测保持臂(54)相对于在转动铰接件(50)中接纳带有用于输出过程材料的装置的工具(32)的杆臂(22)的转动角度的角度传感器。
17. 根据方面1至16中任一项所述的设备，其特征在于，工具(32)包括用于进一步处理通过过程材料-输送管路(26)输送的过程材料的器件，尤其是用于将过程材料-添加剂供应到缓冲容器中的器件。
附图标记列表
10 汽车式混凝土泵
12 底盘
14 下部结构
16 杆支座
17 竖直的转动轴线
18 分配杆
20,20',20'',20''' 铰接件
22,22',22'',22''' 杆臂
24 驱动单元
25 管部段
26 过程材料-输送管路
27 弯管
30 过程材料-输送泵
31 材料供给容器
32 工具
34 缓冲容器
36 输出机构
38 输送设备
40 控制器
42 壳体
44 中空空间
46 输送螺杆
47 液压驱动马达
48 输出部位
50 转动铰接件
52 转动轴线
54 保持臂
56 液压缸
58 第一转向杠杆组件
60 水平的第一转动轴线
62 转动铰接件
63 另外的转动铰接件
64 转向器组件
65 另外的水平的转动轴线
66 转动联结器
68 快速更换器
70 联接臂
72 端部软管
74 打印头和/或喷射装置
76,78 负载接收器件
80 锯
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