<Desc/Clms Page number 1>
Kolbenpumpe für flüssige bis feste Stoffe, insbesondere breiige Massen, wie Beton
Förderpumpen für dickflüssige bis feste Stoffe sind vorzugsweise mit gesteuertem Verteilorgan für das
Fördergut versehen. Es sind Kolbenpumpen dieser Art bekannt, die je einen doppelt wirkenden hydrauli- schen Kolbenantrieb für die Pumpe und für das Verteilorgan aufweisen. Hiebei können beide Hydraulik- kreise mit verschiedenem oder mit dem gleichen Druck-oder Saugmmel betrieben werden. Stattdessen kann auch in einem Kreis oder in beiden Kreisen ein pneumatisches Druck- oder Saugmittel verwendet werden.
Um einen hydraulischen Kolbenantrieb nach Beendigung eines Hubes zum Gegenhub umzusteuern, wird gewöhnlich eine wegabhängige Umsteuerung angewendet. Demgegenüber legt die Erfindung hiefür eine druckabhängige Umsteuerung zugrunde, wie sie an Werkzeugmaschinen bekannt ist. Bei druckab- hängiger Umsteuerung wird der Druckanstieg im Hydraulikkreis des hydraulischen Antriebs beim Auftreten eines erhöhten Stellwiderstandes infolge Anfahrens an einen Endanschlag als Steuerimpuls ausgenutzt, in- dem durch Ansprechen eines Überdruckventils der Kolben zum Gegenhub umgesteuert wird. Bei diesem Prinzip tritt die Begleiterscheinung auf, dass ungewollte Arbeitswiderstände vor Vollendung des Hubs eine vorzeitige Umsteuerung bewirken, was für Pumpen unter Umständen vorteilhaft ist, weil Betriebsunterbrechungen vermieden werden können.
Lediglich für diesen Störungsfall eine selbsttätige Umsteuerung druckabhängig auszulösen, ist für hydraulische Betonpumpen bereits bekannt.
Bei Pumpen der eingangs erwähnten Art, bei denen der Verteiler für das Fördergut getrennt angetrieben wird und eine zwangsläufige Umsteuerung erfährt, kommt es bekanntlich darauf an, dass die Umsteuerung der Pumpe und die Umsteuerung des Verteilers zeitlich so zueinander erfolgen, dass kein Rückstauen des Materials infolge noch nicht geschlossener oder geöffneter Verteiler möglich ist. Zur Berücksichtigung dieser Forderung sind die verschiedensten Wege mit mehr oder weniger Erfolg eingeschlagen worden.
Die Erfindung löst die Aufgabe auf besonders wirksame und sichere Weise.
Gegenstand der Erfindung ist eine Kolbenpumpe für flüssige bis feste Stoffe, insbesondere breiige Massen, wie Beton, mit doppelt wirkenden hydraulischen Antrieben für den Pumpenkolben und das Verteilorgan. Eine Pumpe dieser Art ist nach einem Grundgedanken der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass durch Druckanstieg in dem hydraulischen Antrieb des Pumpenkolbens die entsprechende Umsteuerung des Druckmittels für den Antrieb des Verteilers und durch Druckanstieg in dem hydraulischen Antrieb des Verteilers die entsprechende Umsteuerung des Druckmittels für den Antrieb des Pumpenkolbens bewirkende Steuermittel vorgesehen sind.
Die Pumpe nach der Erfindung arbeitet also im Viertakt in der Weise, dass jeweils durch den Druckanstieg im hydraulischen System I. bei beendetem Förderhub die Umstellung des Verteilorgans von Förderung auf Ansaugen, II. bei Beendigung dieser Umstellung die Umsteuerung des Pumpenantriebs von Fördern auf Saugen, III. bei beendetem Saughub die Umstellung des Verteilorgans von Ansaugen auf Fördern, IV. bei Beendigung dieser Umstellung die Umsteuerung des Pumpenantriebes von Saugen auf För- dern bewirkt wird, wobei- sämtliche Steuehmpulse nacheinander an derselben zentralen Stelle auftreten und somit ein einziges Steuerorgan das Arbeiten der Pumpe leitet.
Dadurch wird auf sichere Weise und ohne grossen Aufwand erreicht, dass sich die einzelnen Arbeitsstufen einwandfrei aneinanderreihen und keine Überschneidungen möglich sind. Ferner wird durch dieses Arbeiten im Viertakt mit druckabhängige
<Desc/Clms Page number 2>
hydraulischer Umsteuerung auf einfache Weise, beispielsweise durch Betätigung eines Ventiles ermöglicht, die Pumpe in jeder beliebigen Arbeitsphase zum Stillstand zu bringen bzw. von automatischer auf Hand- umsteuerung umzuschalten.
Dies wird gemäss einem weiteren Grundgedanken der Erfindung dazu ausgenutzt, den Pumpenkolben jederzeit schnell und bequem zwecks Prüfung und Ausbesserung zugänglich zu machen. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass der Antriebszylinder des Pumpenkolbens in dessen, Saugrichtung we- nigstens um die Länge des Pumpenkolbens länger als der Pumpenzylinder ist und ein verstellbarer und ent- fernbarer Endanschlag für den Saughub vorgesehen ist. Infolgedessen kann der Antriebskolben der Pumpe einen entsprechend längeren Hub ausführen und dabei den Pumpenkolben am rückwärtigen offenen Ende des Pumpenzylinders mehr oder weniger weit aus diesem herausfahren.
Dabei ist die Anordnung so getroffen, dass der Endanschlag für den Saughub durch Eingriff von aussen, z. B. von Hand, zu verstellen oder zu entfernen ist oder aber durch diesen Eingriff nur zu entriegeln oder freizugeben ist, wobei er dann vom Kolbenaggregat selbst verstellt bzw. entfernt werden kann.
Als Endanschlag für den Saughub kann ein vom Boden oder von der Seite her in den Antriebszylinder oder den Pumpenzylinder hineinragendes verriegelbares Organ dienen, das in axialer bzw. radialer Rich- tung verstellbar oder entfernbar ist.
Mit Vorteil lässt sich aber auch ein gegebenenfalls durch einenHilfskolben abgegrenzter Flüssigkeits- puffer am Boden des Antriebszylinders als Endanschlag für den Saughub heranziehen, der durch Öffnen ei- nes Ablaufes für die Flüssigkeit freigegeben werden kann, so dass der Antriebskolben dann unter Verdrän- gung der Flüssigkeit einen entsprechend verlängerten Hub auszuführen in der Lage ist.
Weitere Merkmale und Vorteile, der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung der
Zeichnung, in der die Erfindung an Ausführungsbeispielen näher veranschaulicht ist. Es zeigt Fig. 1 ein
Schema einer Betonpumpe mit Drehschiebersreuerung und mit Anschlagbolzen für den Saughub ; Fig. 2 ein ähnliches Schema, jedoch mit Flüssigkeitspuffer für den Saughub. Insoweit die beiden Anordnungen in den wesentlichen Teilen übereinstimmen, sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.
Ein Pumpenzylinder 1, in dem ein Pumpenkolben 2 läuft, kann mittels eines Verteilorgans, das als Flachschieber 3 in einer Tasche 4 geführt ist, abwechselnd mit einem Betonbunker 5 und einer Förderleitung 6 verbunden werden.
Der Bewegung des Pumpenkolbens 2 und des Verteilorgans 3 dienen zwei doppelt wirkende hydrau- lische Antriebe, die je aus einem Antriebszylinder 7 bzw. 9 und einem Antriebskolben 8 bzw. 10 bestehen und über je zwei Leitungen 11 und 12 bzw. 13 und 14 an ein gemeinsames Steuerorgan in Form eines Drehschiebers 15 angeschlossen sind. Der Antriebszylinder 7 ist zweckmässig etwa um die Länge des Pumpenkolbens 2 länger als der Pumpenzylinder 1, der an seinem rückwärtigen Ende vorteilhaft offen ist.
An den Drehschieber sind ausserdem eine Druckleitung 16, der durch eine regelbare Pumpe 18 (Verstellpumpe) Drucköl aus einem Behälter 19 zugeführt wird sowie eine in den Behälter 19 mündende Rücklaufleitung 17 herangeführt. Der Drehschieber 15 besitzt vier Schaltstellungen, wobei die in den einzelnen Schaltstellungen herstellbaren Verbindungen zwischen den Leitungen 11 bis 14 einerseits und 16 bis 17anderseits in der Zeichnung in nebeneinanderliegenden Fächern I bis IV dargestellt sind und den oben in der Einleitung angegebenen vier Arbeitstakten I bis IV entsprechen. Es werden also Druckleitung 16 und Rücklaufleitung 17 in Stellung I an Leitung 14 bzw. 11,12, 13, 11 an Leitung 11 bzw. 12,13, 14, IIIanLeitung 13 bzw. 11, 12, 14 und IV an Leitung 12 bzw. 11,13, 14 angeschlossen.
Die schrittweise Fortschaltung des Drehschiebers 15 kann entweder von Hand mit einem Griff 20 oder selbsttätig durch einen einfach wirkenden hydraulischen Schaltkolben 21 mit Rückstellfeder über eine einseitig wirkende Kupplung 22 erfolgen, die so ausgebildet ist, dass nur der durch das Druckmittel bewirkte Druckhub des Schaltkolbens auf den Drehschieber 15 als Drehbewegung formschlüssig übertragen wird und diesen einen Schaltschritt ausführen lässt, wogegen der durch diese Feder bewirkte Rückstellhub des Schaltkolbens unwirksam bleibt. Derartige Kupplungen gibt es in den verschiedensten Ausführungsformen ; beispielsweise kann ein Ratschen-oder Klinkentrieb verwendet werden.
Ein Steuerventil in Form eines Längsschiebers 23 ist einerseits über eine Leitung 24an die Druckkammer des Schaltkolbens 21 und anderseits über Leitungen 26 und 27 an die Druckleitung 16 bzw. an die Rücklaufleitung 17 angeschlossen. Der Längsschieber hat zwei StellungenIundlIundistso ausgebildet, dass er die Druckkammer des Schaltkolbens in der Grundstellung I mit der Rücklaufleitung 17 und in der Arbeitsstellung II mit der Druckleitung 16 verbindet.
Der Betätigung des Längsschiebers 23 dient ein einfach wirkender hydraulischer Stellkolben 28 mit Rückstellfeder, derart, dass die Feder den Längsschieber 23 in Grundstellung I zu halten oder zu bringen sucht und der Stellkolben bei Verbindung mit der Druckleitung den Schieber in Arbeitsstellung II bringt,
<Desc/Clms Page number 3>
sobald in der Druckleitung ein den normalen Arbeitsdruck übersteigender Überdruck auftritt, nämlich wenn einer der Antriebskolben am Endanschlag anstösst oder einen erhöhten Arbeitswiderstand tindet. Eine
Rastvorrichtung 29 kann den Schieber 23 in seinen Stellungen jeweils fixieren, wobei dann das Ausrasten einerseits durch den Stellkolben 28 und anderseits von der Kupplung 22, dem Schaltkolben 's1 oder dem Drehschieber 15 durch einen entsprechenden Anstoss bewirkt wird,
sobald diese ihren Schaltschritt ausge- führt haben.
Um den Schieber 23 ausschalten zu können, ist ein Handventil vorgesehen, das in den beiden Aus- führungsbeispielen unterschiedlich ausgebildet ist.
In Fig. 1 hat das Handventil 30 zwei Stellungen I und II, wobei in Stellung I eine Verbindung zwisehen dem Stellkolben 28 und der Druckleitung 16 besteht und in Stellung II diese Verbindung unterbro- chen ist.
In Fig. 2 hat das Handventil 31 drei Stellungen I, II, III, von denen Stellung I und 11 denjenigen in Fig. 1 entsprechen, während in Stellung 1lI eine vom Antriebszylinder 7 ausgehende dritte Leitung 32 mit der Rückleitung 17 verbunden werden kann. Zwischen dieser Leitung 32 und der Leitung 12 liegt ausserdem ein Rückschlagventil 33, das nur von Leitung 12 zu Leitung 32 hin öffnet und in der entgegen- gesetzten Richtung sperrt. Der Zweck dieser Anordnung wird im folgenden erörtert werden.
In beiden Anordnungen ist ein Überströmventil 34 vorgesehen, das bei erhöhtem Überdruck in der
Druckleitung 16 diese zum Behälter 19 hin verbindet.
Das Arbeiten der Pumpe in dem oben erwähnten Viertakt kommt dadurch zustande, dass der Kolben
8 bzw. 10 des jeweils beaufschlagten Antriebes am Hubende an einen Anschlag anstösst. Dadurch wird in der Druckleitung 16, da die Pumpe 18 weiterläuft, ein Druckanstieg erzeugt, der über den Handschieber
30 bzw. 31 in Stellung I den Stellkolben 28 betätigt und den Schieber 23 in Stellung II bringt, so dass der
Schaltkolben 21 Druck erhält und den Drehschieber 15 in die nächste Stellung fortschaltet.
Durch Umstellen des Handventiles 30 bzw. 31 in Stellung II wird die Automatik unterbrochen, so dass der gerade beaufschlagte Antrieb gegebenenfalls seinen Hub vollendet und die Pumpe stehen bleibt.
Es kann jetzt entweder eine beliebige Umsteuerung der Pumpe von Hand am Griff 20 erfolgen, beispiels- weise zu dem Zweck, eine Verstopfung im Verteiler 3, 4 oder in der Förderleitung 6 zu beseitigen. An- derseits kann durch Umsteuerung der Pumpe zum Saughub der Pumpenkolben 2 aus seinem Zylinder 1 zwecks Besichtigung, Reinigung, Ausbesserung des Kolbens oder der Manschetten herausgefahren werden, nachdem zuvor für das Entfernen des entsprechenden Endanschlages gesorgt worden ist, u. zw. wie folgt :
Bei der Anordnung nach Fig. 1 ist am rückwärtigen Ende des Pumpenzylinders 1 ein starrer Anschlag in Form von einem oder mehreren Bolzen 35 vorgesehen, die radial in den Zylinder hineinragen und nach
Lösen einer Verriegelung (nicht dargestellt) herausgezogen werden können.
Alsdann kann der im Rückhub begriffene Antriebskolben 8 unter Ausnutzung der grösseren Länge des Antriebszylinders 7 einen entspre- chend längerenHubweg ausführen, bis er am Ende des Zylinders 7 oder an einem entsprechenden Anschlag zum Stillstand kommt und dabei den Pumpenkolben 2 aus seinem Zylinder 1 am offenen oder geöffneten rückwärtigen Ende desselben herausfahren.
Der Anschlagbolzen kann statt im Zylinder 1 auch im Zylinder 7 angeordnet sein. An Stelle des von der Seite her hineinragenden, in radialer Richtung verstellbaren Anschlags kann auch ein vom Boden des
Zylinders 7 her hineinragender, in axialer Richtung verstellbarer Anschlag verwendet werden. Dieser kann nach Entriegelung vom Kolben selbst verdrängt werden. Durch Verriegelung dieses Anschlages inZwischen- stellungen kann die Hubverlängerung entsprechend variiert werden.
Bei der Anordnung nach Fig. 2 wird der Anschlag für den Saughub der Kolben 2 und 8 von einem Flüs- sigkeitspuffer gebildet, der dadurch zustande kommt, dass die Leitung 12 nicht, wie in Fig. 1, am Boden des Zylinders 7, sondern an der Stelle einmündet, die dem Ende des normalen Saughubes entspricht und diese Einmündung durch den Kolben 8 selbst verschlossen wird.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist zu diesem Zweck die Anordnung so getroffen, dass die Leitung 12 sich vom Zylinderboden aus als axialer Stutzen 36 fortsetzt und im Kolben 8 bzw. in seiner Kolbenstange eine entsprechende Bohrung vorgesehen ist. Im normalen Betrieb wirkt dann, sobald der Kolben die Austrittsöffnung des Stutzens 36 schliesst, das den Stutzen umgebende Ölvolumen als Anschiag, so dass in dieser Stellung des Kolbens der für die Umsteuerung erforderliche Druckanstieg zustande kommt.
Steht dagegen das Handventil 31 in Stellung lil, so wird das. erwähnte Olvolumen vom zurückgehenden Kolben 8 durch die Leitungen 32,27 in der Rücklauf 17 gedrückt, so dass der Kolben einen verlängerten Hub ausführen kann und dabei der Pumpenkolben aus seinem Zylinder herausgefahren wird. In diesem Fall kann der verlängerte Hub durch Sperren der Leitung 32 am Handventil 31 im geeigneten Augenblick nach Belieben reguliert werden.
<Desc/Clms Page number 4>
Wird dann das Handventil 31 in Stellung II und der Drehschieber 15 in Stellung IV gebracht, so er- folgt die Beaufschlagung des Zylinders 7 anfangs über das Rückschlagventil 33, bis der Kolben 8 den Aus- tritt des Drucköles aus dem Stutzen 36 freigegeben hat.
Anstatt am Boden des Zylinders 7 eingeführt zu sein, kann die Leitung 12 auch am Mantel des Zy- linders an der entsprechenden Stelle ausmünden, so dass die axiale Bohrung des Kolbens 8 entfällt.
Das Prinzip des Herausfahrens des Pumpenkolbens besteht also darin, dass bei Umsteuerung des Pum- penkolbens durch Druckanstieg am Hubende der den Druckanstieg bewirkende Anschlag entfernt wird, oder auch nur entriegelt bzw. freigegeben und dann durch den Kolben selbst entfernt wird. Dabei kann die Umsteuerung durch Druckanstieg abweichend von den Ausführungsbeispielen auch in anderer Form verwirklicht werden, insbesondere braucht die Pumpe hiefür nicht im Viertakt zu arbeiten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kolbenpumpe für flüssige bis feste Stoffe, insbesondere breiige Massen, wie Beton, mit doppelt wirkenden hydraulischen Antrieben für den Pumpenkolben und das Verteilorgan, dadurch gekennzeichnet, dass durch Druckanstieg in dem hydraulischen Antrieb des Pumpenkolbens die entsprechende Umsteuerung des Druckmittels für den Antrieb des Verteilers und durch Druckanstieg in dem hydraulischen Antrieb des
Verteilers die entsprechende Umsteuerung des Druckmittels für den Antrieb des Pumpenkolbens bewirken- de Steuermittel vorgesehen sind.