Der
Einsatz derartiger Betonfördervorrichtungen,
die zumeist als Autobetonpumpen ausgebildet sind, ist auf Baustellen
seit langem üblich.
Bei Autobetonpumpen sind sämtliche
Komponenten einschließlich
des Hydrauliksystems auf einem gemeinsamen Fahrgestell eines Lastkraftwagens
angeordnet. Der Beton wird üblicherweise
mittels einer hydraulisch angetriebenen Zweizylinder-Kolbenpumpe über eine
Förderleitung
zu der gewünschten
Stelle gefördert.
Die Förderleitung
wird dabei von einem meist als Knickmast ausgebildeten Verteilermast
getragen, wobei mehrere Mastarme über Knickgelenke miteinander
verbunden sind. Das Ein- und Ausfalten der Mastarme um die jeweiligen
Gelenke erfolgt hydraulisch mittels entsprechender, doppelt wirkender Hydraulikzylinder.
Die hydraulischen Antriebe der Förderpumpe
einerseits und des Verteilermastes andererseits bilden das Hydrauliksystem
bei üblichen Autobetonpumpen.
Dieses wird in der Regel aus einem gemeinsamen Hydrauliktank gespeist.
Der Spiegel des Hydraulikfluids in dem Hydrauliktank schwankt während des
Betriebs der Betonpumpe. Da während
des Betriebs der Betonpumpe der Verteilermast meist mehr oder weniger
vollständig
ausgefahren ist, ist der Spiegel des Hydraulikfluids in dem Hydrauliktank
abgesenkt, so dass oberhalb des Hydraulikfluids im Hydrauliktank
dementsprechend ein Luftraum verbleibt. Um diese Schwankungen des
Füllstands
auszugleichen, weist der Hydrauliktank bei den üblichen Betonpumpen eine Entlüftungsöffnung auf.
Bei
den üblichen
Autobetonpumpen sind die Förderpumpen,
wie oben erwähnt,
in der Regel als Kolbenpumpen mit zwei linearen Förderzylindern ausgebildet,
zu deren Antrieb zwei hydraulische Antriebszylinder verwendet werden.
Die Kolben der Antriebszylinder sind über Kolbenstangen mit den Förderkolben
der Förderzylinder – jeweils
einzeln – starr verbunden.
Dabei sind die Förderzylinder
im Gegentakt antreibbar, d. h., dass ihre Förderkolben abwechselnd Füll- und
Förderhübe ausführen. Dabei
wird aus einem Beton-Aufgabebehälter
der Beton in die Pumpenkammern der Förderzylinder übernommen und
aus diesen in die Förderleitung
gefördert.
Die Förderleitung
ist über
eine Rohrweiche mit den Pumpenkammern der Förderzylinder verbunden, wobei die
Rohrweiche im Takt der Förderhübe die Förderleitung
abwechselnd mit den beiden Förderzylindern verbindet.
Um den Verschleiß an
den Förderkolben sowie
auch den Verschleiß an
den mit den Förderkolben
in Berührung
stehenden Innenwandungen der Förderzylinder
zu reduzieren, ist bei Betonpumpen eine Wasserschmierung und -kühlung der
Förderzylinder
hinter den Kolben bekannt. Hierfür
ist bei den üblichen
Betonpumpen zwischen den Förderzylindern
und den zugehörigen
hydraulischen Antriebszylindern ein von den Kolbenstangen durchsetzter Wasserkasten
angeordnet, der mit beiden Förderzylindern
in Verbindung steht. Im Betrieb der Pumpe pendelt das in dem Wasserkasten
befindliche Wasser zwischen den beiden Förderzylindern hin und her. Dabei
umspült
das Wasser die Förderkolben
an der Rückseite.
Durch das Wasser wird eine Schmierung der Förderkolben und eine Kühlung der
Förderzylinder
erzielt.
Ein
bekanntes Problem bei Betonfördervorrichtungen
der zuvor skizzierten Art ist, dass durch das Dichtungssystem zwischen
Wasserkasten und Antriebszylinder hindurch Wasser in das Hydrauliksystem
eingeschleppt wird. Das Hydraulikfluid, bei dem es sich fast immer
um Hydrauliköl
handelt, wird durch das Wasser verunreinigt, und das ordnungsgemäße Funktionieren
des Hydrauliksystems wird so beeinträchtigt. Die Menge des in das
Hydrauliksystem eingeschleppten Wasser hängt von verschiedenen Faktoren
ab. Zum einen zeigt sich, dass die Menge des eingeschleppten Wassers
von der Bewegungsgeschwindigkeit der Kolbenstangen relativ zu den
Dichtungen zwischen den Antriebszylindern und dem Wasserkasten abhängt. Da
die Anforderungen an die Förderleistung
von Betonpumpen stetig zunehmen, muss zur Erhöhung der Fördergeschwindigkeit zwangsläufig die
Bewegungsgeschwindigkeit der Förderkolben
in den Förderzylindern
gesteigert werden. Folglich wird das in das Hydrauliksystem aus dem
Wasserkasten eingeschleppte Wasser zunehmend zu einem ernsthaften
Problem. Zum anderen wird die Menge des eingeschleppten Wassers
von der Güte
des Dichtungssystems zwischen Antriebszylinder und Wasserkasten
sowie von der Rauhigkeit der Oberfläche der Kolbenstangen im Bereich
der Dichtungen beeinflusst. In der Praxis zeigt sich allerdings,
dass durch Verbesserung des Dichtungssystems und durch die Ausgestaltung
der Kolbenstangen mit möglichst
glatten Oberflächen
das Problem der Wassereinschleppung nicht gelöst werden kann.
Weitere
Probleme ergeben sich aufgrund der Eigenschaften der heutzutage
verwendeten, moderneren Hydrauliköle. Die bisher üblichen
Hydrauliköle (DIN-Bezeichnungen H,
HL, HLP) haben die Eigenschaft, das Wasser auszuscheiden, wenn das
Hydrauliksystem nicht in Betrieb ist. Aus diesem Grund weisen die
Hydrauliktanks bei den üblichen
Betonfördervorrichtungen
einen zusätzlichen „Wassersumpf" auf. Dieser bildet
die tiefste Stelle des Hydrauliktanks, so dass das Wasser mittels
eines dort angebrachten Ventils abgelassen werden kann, nachdem es
sich abgesetzt hat. Die moderneren, sogenannten Mehrbereichsöle (DIN-Bezeichnung
HV) haben jedoch die Eigenschaft, 2,5 bis 3 Vol.-% Wasser in Lösung zu
halten. Somit setzt sich das Wasser nicht ab. Stattdessen kommt
es zu einer Eintrübung
des Hydrauliköls.
Die Eigenschaften des Hydrauliköls
mit einem derart großen
Anteil von darin gelöstem
Wasser sind nicht optimal. Außerdem
ist nachteilig, dass es aufgrund der deutlich zu erkennenden Eintrübung des
Hydrauliköls
gehäuft
zu Beanstandungen von Seiten der Betreiber der Betonfördervorrichtungen bei
den Herstellern oder Service-Dienstleistern kommt.
Aus
der
DE 195 03 986
A1 ist eine Betonfördervorrichtung
vorbekannt, bei welcher die Förderpumpe
in der zuvor beschriebenen Weise als hydraulisch angetriebene Kolbenpumpe
mit zwei linearen Förderzylindern
ausgebildet ist. Die Förderzylinder sind
mit einer Förderleitung
verbunden. Die vorbekannte Vorrichtung weist eine spezielle Hydrauliksteuerung
auf, durch welche Unregelmäßigkeiten
im Förderstrom
verringert werden. Aus der
EP
0 775 264 B1 ist ein Reinigungsgerät zur Reinigung eines Hydraulikfluids
innerhalb eines hydraulischen Systems vorbekannt. Die Funktion des
Reinigungsgeräts basiert
auf der Erzeugung eines Vakuums in einem geschlossenen Behälter oberhalb
des Fluidpegels des Hydraulikfluids. Die
DE 42 03 820 A1 betrifft
eine fahrbare Betonpumpe. Sowohl zum Ausfahren eines Knickmastes
als auch zum Ausfahren von Stützbeinen
der Betonpumpe wird ein hydraulisches System benutzt. Einen Vorrichtung
zur Be- und Entlüftung
eines Hydrauliktanks ist aus der
DD 264 664 A1 vorbekannt. Die Be- und Entlüftung ist
so ausgebildet, dass unabhängig
von der Neigung eines mobilen Gerätes, in welches der Hydrauliktank
eingebaut ist, eine geeignete Be- und
Entlüftung
im Hydrauliktank gewährleistet
ist. Außerdem
wird durch die vorbekannte Be- und Entlüftung ein Austreten des Hydrauliköls aus dem
Tank verhindert und gleichzeitig eine Verschmutzung des Tankinhalts
ausgeschlossen.
Es
ist Aufgabe der Erfindung, die oben angegebenen Nachteile bezüglich der
Wassereinschleppung in das Hydrauliksystem zu vermeiden. Es soll eine
Betonfördervorrichtung
bereitgestellt werden, bei der das Hydraulikfluid während des
Betriebs automatisch entwässert
wird.
Diese
Aufgabe löst
die Erfindung ausgehend von einer Betonfördervorrichtung der eingangs
genannten Art dadurch, dass der Hydrauliktank über einen Belüftungsanschluss
mit Druckluft beaufschlagt ist und die über den Belüftungsanschluss zugeführte Druckluft
durch die Entlüftungsöffnung entweicht,
wobei die Luft im Hydrauliktank ausgetauscht wird.
Während des
Betriebs der Betonfördervorrichtung
hat das umgewälzte
Hydraulikfluid eine Temperatur von bis zu 80°C. Bei dieser Temperatur verdampft
im Hydrauliktank das in das Hydrauliksystem eingeschleppte Wasser
in den Luftraum oberhalb des Spiegels des Hydraulikfluids. Die über den Belüftungsanschluss
zugeführte
Druckluft nimmt das im Hydrauliktank in Form von Wasserdampf vorliegende
Wasser mit. Der Wasserdampf entweicht sodann durch die ohnehin vorhandene
Entlüftungsöffnung des
Hydrauliktanks. Ein permanenter Luftstrom wird in dem Luftraum oberhalb
des Spiegels des Hydraulikfluids in dem Hydrauliktank erzeugt. Die über den
Belüftungsanschluss
zugeführte
Druckluft sorgt so für
eine Zwangsbelüftung.
Auf diese Weise wird das Hydrauliköl automatisch und effektiv
während des
Betriebs der Betonpumpe entwässert.
In
der Praxis zeigt sich, dass bei einer erfindungsgemäßen Belüftung des
Hydrauliktanks eine Eintrübung
des Hydrauliköls
nicht mehr zu beobachten ist. Vorteilhaft ist weiterhin, dass das
Ablassen von Wasser aus dem „Wassersumpf" des Hydrauliktanks
unterbleiben kann, wodurch sich der Wartungsaufwand reduziert. Durch
die erfindungsgemäße Entwässerung
des Hydraulikfluids wird außerdem
erreicht, dass an die Güte
des Dichtungssystems zwischen Wasserkasten und Antriebszylinder
der Förderpumpe
keine besonderen Anforderungen gestellt werden müssen. Dies wirkt sich positiv
auf die Herstellungskosten insbesondere bei modernen Betonpumpen
mit hoher Förderleistung
aus.
Da
gemäß der Erfindung
eine Zwangsbelüftung
des Luftraumes oberhalb des Spiegels der Hydraulikflüssigkeit
in dem Hydrauliktank erzielt werden soll, kann praktischerweise
der Belüftungsanschluss am
Deckel des Hydrauliktanks angeordnet sein. Über eine einfache Druckluftleitung
kann die zur Belüftung des
Hydrauliktanks erforderliche Druckluft zugeführt werden.
Es
zeigt sich, dass sich bei heute üblichen Betonpumpen
eine effektive Entwässerung
des Hydrauliktanks gemäß der Erfindung
erzielen lässt, wenn
die Luft in dem Hydrauliktank oberhalb des Spiegels der Hydraulikflüssigkeit
1- bis 2-mal pro Minute ausgetauscht wird. Dementsprechend können eine
Blende und/oder ein Druckminderer ausgelegt werden, über welche
die Druckluft in den Hydrauliktank eingebracht wird. In der Praxis
hat es sich bewährt,
den Belüftungsanschluss
mit einer Blende zur Drosselung des Druckluftstroms auszustatten,
wobei die Blende einen Durchmesser von vorzugsweise 1 mm hat. Dabei
wird über
einen zwischen einen Druckluftkompressor und den Belüftungsanschluss geschalteten
Druckminderer der Druck der zugeführten Luft auf ca. 0,1 bar
reduziert.
Wenn
die Förderpumpe
und der Verteilermast der erfindungsgemäßen Betonfördervorrichtung auf einem Fahrgestell
eines Lastkraftwagens angebracht sind, kann mit Vorteil zur Belüftung des Hydrauliktanks
die zum Betrieb des Bremssystems des Lastkraftwagens ohnehin vorhandene
Druckluft genutzt werden. Während
des Betriebs der Betonpumpe wird das Bremssystem des Lastkraftwagens nicht
benötigt,
so dass dann der Druckluftkompressor des Bremssystems für die Belüftung des
Hydrauliktanks zur Verfügung
steht. Dabei ist vorteilhaft, dass die Druckluft, die in den Bremssystemen
moderner Lastkraftwagen zur Verfügung
steht, bereits gefiltert und aufbereitet ist. Auf diese Weise wird
verhindert, dass Verunreinigungen über die Belüftung in das Hydraulikfluid
eingetragen werden. Außerdem
hat die Druckluft im Bremssystem eine geringe Luftfeuchtigkeit,
was der Effektivität
der Trocknung des Hydraulikfluids zugute kommt. Dies beruht darauf,
dass die Luftfeuchtigkeit bei der Komprimierung der Umgebungsluft
in dem Druckluftkompressor des Bremssystems bereits abgeschieden
wird.
Sinnvollerweise
umfasst das Hydrauliksystem der erfindungsgemäßen Betonfördervorrichtung eine Kühlvorrichtung
zur Kühlung
der Hydraulikflüssigkeit
auf höchstens
80°C. Das
nach dem Ausfahren des Verteilermastes in dem Hydrauliktank verbleibende
Hydraulikfluid wird beim Betrieb der Förderpumpe mittels einer entsprechenden
Hydraulikpumpe des Hydrauliksystems umgewälzt. Dabei nimmt das Hydraulikfluid
kontinuierlich Wasser aus dem Wasserkasten auf. Bei der Umwälzung wird
das Hydraulikfluid stark erhitzt, so dass es mittels der Kühlvorrichtung,
bei der es sich um einen üblichen
Hydraulikölkühler handeln
kann, auf maximal 80°C
gekühlt
werden sollte. Diese Temperatur reicht zur Entwässerung des Hydraulikfluid
gemäß der Erfindung immer
noch aus. Das in Lösung
befindlichen Wasser verdampft im Hydrauliktank und wird durch die Zwangsbelüftung des
Luftraumes oberhalb des Spiegels des Hydraulikfluids durch die Entlüftungsöffnung abgeführt.