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Hydraulisch angetriebene Zwillingskolbenpumpe für breiige
Stoffe, insbesondere für Beton
Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulisch angetriebene Zwillingskolbenpumpe für breiige Stoffe, insbesondere für Beton. Vorbekannte Pumpen dieser Art, die zwei gleichartige Fördersysteme besitzen, die von einer gemeinsamen Füllkammer beschickt werden und nacheinander in ein gemeinsames Mundstück fördern, weisen verschiedene Nachteile auf, zu denen vor allem der hohe Kraftbedarf zu rechnen ist. Abträglich sind aber auch die in regelmässigen Zeitabständen auftretenden Verstopfungen, die sich durch das Ansetzen von Fördergut an die in den Förderweg eingebauten Sperrvorrichtungen ergeben. Die Behebung dieser Störungen ist umständlich und zeitraubend.
Eine Förderung von Beton mit solchen Pumpen ist überdies nur bis zu einer maximalen Körnung von etwa 15 mm möglich. Zur Förderung von Frischbeton, die besondere Schwierigkeiten macht, ist eine hydraulisch angetriebene Zwillingskolbenpumpe vorgeschlagen worden, die mit synchronisierten Sperrschiebern ausgestattet ist, welche bei jedem Kolbenhub die Ansaug- sowie die Druckseite unter Verdrehung des Ventilkörpers um einen Winkel von 900 absperren. Es ist klar, dass hiezu bedeutende Kräfte notwendig sind, weil der Schieber, insbesondere knapp vor Beendigung des Sperrvorganges, wie ein Steinbrecher wirkt. Überdies tritt dadurch ein erheblicher Verschleiss ein.
Die Anschaffungskosten solcher Pumpen sind gross und ihr Betrieb teuer, wodurch ihr Einsatz auf sehr grosse Bauvorhaben beschränkt ist und ihre Verwendung auf kleineren Baustellen unwirtschaftlich wird. Der Kraftaufwand für die Betätigung der Absperrorgane ist bei diesen vorbekannten Pumpen zumeist grösser als der Kraftaufwand für das Pumpen des Fördergutes.
Diese Nachteile werden bei einer Pumpe der eingangs erwähnten Art vermieden, die erfindungsgemäss im wesentlichen so ausgebildet ist, dass jedes ihrer beiden Fördersysteme aus einem Förderzylinder und zwei hintereinander und achsgleich mit diesem verbundenen hydraulischen Zylindern besteht, von denen der auf den Förderzylinder folgende erste Zylinder einen kleineren Durchmesser hat als der anschliessende zweite Zylinder, wobei der Förderkolben mit dem im ersten hydraulischen Zylinderlaufen- den ersten Druckkolben in Tandemanordnung gekuppelt ist,
wogegen der im zweiten hydraulischen Zylinder feststehende zweite Druckkolben am Pumpenrahmen eingehängt ist und das Bewegungsspiel des zweiten hydraulischen Zylinders der maximalen Weglänge der Öffnung des Förderzylinders in der Füllkammer bis zum Anliegen an eine mundstückseitige Öffnung derselben entspricht.
Diese Pumpe weist trotz Förderung des Gutes mittels Kolben keinerlei Ventile und Schieber auf und es kommt deshalb zu keinen Stauungen, wie dies bei Verwendung von Schiebern als Sperrorgane bei den vorbekannten Zwillingskolbenpumpen der Fall ist. Ein weiterer Vorteil liegt in dem Umstand, dass die Fördergutaufnahme in die Förderzylinder ohne jeglichen Druckwiderstand vor sich geht. Da es möglich ist, die Förderzylinder auswechselbar anzuordnen, können mit einer im allgemeinen zur Betonförderung verwendeten Pumpe nach dem Einsetzen von Förderzylindern mit kleinerem Querschnitt auch Stoffe, wie Kalkspritzmörtel, gefördert werden. Im Gegensatz zu vorbekannten Kolbenpumpen benötigt die erfindungsgemässe Pumpe zu ihrem Betrieb auch keinen Windkessel.
Sie gestattet ferner eine teilweise überschneidende und damit weitgehend kontinuierliche Förderung mit Hilfe ihrer beiden Fördersysteme, wenn zum hydraulischen Antrieb eine Zweikreisölförderpumpe verwendet wird, welche die beiden hydraulischen
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Systeme in einem bestimmten Rhythmus mitDruckflüssigkeit beaufschlagt. Während die Kolben des einen Fördersystems unter Druck arbeiten, eilen bei dieser Arbeitsweise die Kolben des zweiten Fördersystems schnell zurück und setzen schon vor dem Aufhören des Fördervorgangs im ersten System ihrerseits mit der Förderung ein.
Es ist vorteilhaft, wenn die erfindungsgemässe Pumpe durch eine Misch- und Förderkammer ergänzt wird, die im Förderweg zwischen den beiden Förderzylindern und dem Mundstück eingesetzt ist und im Bereich der Einmündungen der Förderzylinder eine Pendelklappe aufweist, die um eine zur Ebene, in der die Förderzylinder liegen, senkrechte Achse zu symmetrischen Ausschlägen zwischen Anschlägen schwenkbar gelagert ist. Durch diese Ausbildung wird eine weitere Vergleichmässigung der Förderung erreicht.
Mit der erfindungsgemässen Zwillingskolbenpumpe kann vor allem Frischbeton jeder beliebigen im Bauwesen gebräuchlichen Körnung gefördert werden, wobei der Kraftbedarf, auf gleiche Pumpenleistung bezogen, überdies wesentlich geringer ist als derjenige für vorbekannte Zwillingskolbenpumpen.
Die Zeichnungen erläutern ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen hydraulisch angetrie- benen Zwillingskolbenpumpe. Dabei zeigt Fig. l das erfindungsgemässe Pumpensystem, Fig. 2 eine gegebenenfalls mit diesem zusammen verwendete Misch-und Förderkammer in derDraufsicht, teilweise im Schnitt, und Fig. 3 eine Seitenansicht dieser Förderkammer, während Fig. 4 die Gesamtanordnung der Pumpe in Seitenansicht, teilweise im Schnitt, und Fig. 5 die Fülleinrichtung erläutert.
Auf dem Grundrahmen 1 sind die beiden Fördersysteme zusammen mit der Fülleinrichtung aufgebaut und es besteht diese Zwillingskolbenpumpe aus folgenden Teilen : Vorratstrichter 2 für das Fördergut, Füllkammer 3, Austrittsöffnungen 4 mit Bleianpressdichtungen, Stopfbüchsen 5 für Förderzylinder 8, Putzloch 6, Rührwerk 7, Förderkolben 9 für das Fördergut, Öldruckzylinder 10 und 13, Druckkolben 12 und 15 sowie Schubstangen 11 und 14 und Einhängungen 16,17 für die hydraulischen Einrichtungen. Der Öldruckstrom wird über die Zuleitungen 18 und 19 den Druckzylindern zugeleitet.
Jedes der beiden Fördersysteme besteht aus drei achsgleich miteinander verbundenen Zylindern 8,10, 13, von denen zumindest die beiden hydraulischen Zylinder 10,13 verschiedene Durchmesser haben, wobei der erste hydraulische Zylinder 10 den kleineren Durchmesser aufweist. In diesen Zylindern gleiten Kolben 9,12, 15, von denen jeder eine bestimmte Funktion zu erfüllen hat. Der kleinere Druckkolben 12 hat die Aufgabe, mit Hilfe der Stange 11 den Förderkolben 9 im Förderzylinder 8 zu bewegen. Der grössere Druckkolben 15 am rückwärtigen Ende des Drucksystems bewegt den Förderzylinder 8 vor und zurück, Beim Vorschub dringt der Öldruckstrom über Leitung 19 zwischen die beiden Druckkolben 12 und 15.
Infolge der Querschnittsdifferenz zwischen den Druckkolben 12 und 15 und weil der Druckkolben 15 mit der Stange 14 am Rahmen 1 eingehängt ist, schiebt sich an seiner Stelle dasZylindersystem 8,10, 13 samt den in Tandemanordnung befindlichen Kolben 9 und 12 vor, bis der Förderzylinder 8 an der Öffnung 4 in der Füllkammer 3 dichtend anliegt. Bei einer Ausführungsform ist die lichte Weite der mundstückseitigen Öffnung 4 der Füllkammer 3 kleiner als derDurchmesser der imFörderzylinder 8 laufenden Förderkolbens 9, so dass sich der Rand des Förderzylinders 8 beim Vorschub gegen die Bleianpressdichtung der Öffnung 4 presst.
Hat der Förderzylinder 8 diese Stellung erreicht, so tritt der kleinereDruckkolben 12 in Tätigkeit und schiebt über die Schubstange 11 den Förderkolben 9 an, wodurch das im Förderzylinder 8 befindliche Fördergut über einen Rohrstutzen 20 durch die Misch- und Förderkammer in das Mundstück 24 gelangt.
Sobald nun der Behälter 2 mit Fördergut gefüllt und die hydraulische Anlage in Tätigkeit gesetzt ist, schieben die beiden Förderzylinder 8 zusammen mit den Förderkolben 9 in ständiger Folge, wie beschrieben, das Fördergut in die Misch- und Förderkammer bzw. in das Mundstück 24 der Pumpe.
Um zu verhindern, dass sich im Bereich der Fülleinrichtung Fördergut ansammelt und mit der Zeit verhärtet, ist gemäss einer Ausführungsform der Erfindung eine Füllkammer 3 vorgesehen, die gegen ihren Boden konisch eingezogen ist und in der mittig unterhalb der Bahnen der Förderzylinder 8 ein quer zur Förderrichtung gelagertes Rührwerk 7 angeordnet ist. An den schrägen Seitenwänden dieser Füllkammer 3 kann sich kein Fördergut festlegen, da dieses ständig zum Rührwerk 7 abgleitet und von den Schaufeln desselben wieder nach oben gefördert wird. DasRührwerk 7 verhindert ausserdem bei Stehzeiten der Pumpe ein frühzeitiges Verhärten des Fördergutes.
Das Fördergut wird von den beiden Fördersystemen der erfindungsgemässen Zwillingskolbenpumpe abwechselnd und in unmittelbarer, gegebenenfalls überschneidender Aufeinanderfolge durch die beiden abnehmbaren Rohrstutzen 20 durch die Misch-und Förderkammer gegen das Mundstück 24 hin geförtert. Die Misch- und Förderkammer, die im dargestellten Fall als Schachtel über einer Grundfläche von der Form eines gleichschenkeligen Trapezes ausgebildet ist, deren im Grundriss sichtbare Ecken gebrochen
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sind, besteht aus folgenden Teilen : Seitenrahmen 21, Bodenplatte 22 und Deckelplatte 23, Schutzkeil 25, Pendelklappe 26, Anschläge 27, Leitblech mit Abstreifkante 28, welches nachstellbar ist, schwenkbare Leitbleche 29 und Verstellhebel 30, die es möglich machen, die Leitbleche 29 von aussen zu verschwenken.
In der Boden- und Deckelplatte 22 und 23 befinden sich Löcher 31 zur Aufnahme von Spannelementen, die den Zweck haben, den Innenraum abzudichten und beide Deckplatten mit dem Rahmen 21 fest zu verbinden. Das aus einem konischen Rohrstutzen bestehende Mundstück 24 ist für verschiedene Förderrohrdimensionen auswechselbar eingerichtet.
Dringt nun aus einem der Rohrstutzen 20 Fördergut in die Misch-und Förderkammer ein, so wird die Pendelklappe 26 verschoben, diese macht zugleich die Förderbahn für das eingedrungene Fördergut frei und sperrt das zweite Fördersystem gegen einen Rücklauf von Fördergut vollständig ab. Die Pendelklappe 26 ist als Keil mit zylindermantelförmiger Endfläche ausgebildet und wird vom Fördergut gegen als Schneiden ausgebildete Anschläge 27 gedrückt. Ihre Achse ist von dem Schutzkeil 25 gegen die Strömungsrichtung des Fördergutes abgeschirmt.
Zwischen den vierschwenkbarenLeitblechen 29 und den durch die gebrochenen Ecken derMisch- und Förderkammer, die Seitenwände derselben und die Anschläge 27 gebildeten Nischen befinden sich Nebenwege für das Fördergut. Diese haben den Zweck, jegliche Stauung am Ausschlagsende der Pendelklappe 26 zu verhindern, da das Fördergut durch einen solchen Nebenweg nach rückwärts geschoben wird und austreten kann.
Das verstellbare Leitblech 28 trennt die Förderbahnen der beiden Fördersysteme der Pumpe innerhalb der Misch-und Förderkammer und streift mittels einer die Endfläche der Pendelklappe 26 überstreichenden Abstreifkante das Fördergut von derselben ab.
Der aus dem Förderzylinder 8 kommende Förderstrom verläuft im wesentlichen geradlinig in das Mundstück 24.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Hydraulisch angetriebene Zwillingskolbenpumpe für breiige Stoffe, insbesondere für Beton, mit gleichartigen Fördersystemen, die von einer gemeinsamen Füllkammer beschickt werden und nacheinan-
EMI3.1
d u r c h g e k e n n z e i c h-ne t, dass jedes Fördersystem aus einem Förderzylinder (8) und zwei hintereinander und achsgleich mit diesem verbundenen hydraulischen Zylindern (10,13) besteht, von denen der auf den Förderzylinder folgende erste Zylinder (10) einen kleineren Durchmesser hat als der anschliessende zweite Zylinder (13), wobei der Förderkolben (9) mit dem im ersten hydraulischen Zylinder (10) laufenden ersten Druckkolben (12) in Tandemanordnung gekuppelt ist, wogegen der im zweiten hydraulischen Zylinder (13) feststehende zweite Druckkolben (15)
am Pumpenrahmen eingehängt ist und das Bewegungsspiel des zweiten hydraulischen Zylinders (13) der maximalen Weglänge der Öffnung des Förderzylinders (8) in der Füll- kammer (3) bis zum dichten Anliegen an eine mundstückseitige Öffnung (4) derselben entspricht.