DE102008017123A1 - Mixer pump for liquid concrete and method for its operation - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Mischerpumpe für Flüssigbeton, bei welcher Flüssigbeton in einer Mischtrommel (16) gemischt und über einen Pufferspeicher (18) einer motorisch angetriebenen Betonpumpe (20) zugeführt und von dieser über eine Förderleitung (32) zu einer Betonierstelle gefördert wird. Als neu wird beansprucht, dass der Antrieb der Betonpumpe (20) über eine Fernbedienungseinheit (46) ein- und ausgeschaltet wird, dass der Füllstand im Pufferbehälter (18) automatisch überwacht wird und dass die Mengenzugabe von Flüssigbeton in den Pufferbehälter (18) nach Maßgabe des Füllstands im Pufferbehälter und in Abhängigkeit vom Antriebszustand der Betonpumpe (20) gesteuert wird.The invention relates to a mixer pump for liquid concrete, in which liquid concrete mixed in a mixing drum (16) and fed via a buffer memory (18) of a motor-driven concrete pump (20) and is conveyed by this via a feed line (32) to a concreting. As new, it is claimed that the drive of the concrete pump (20) via a remote control unit (46) is switched on and off, that the level in the buffer tank (18) is automatically monitored and that the amount of liquid concrete in the buffer tank (18) in accordance with the level in the buffer tank and in dependence on the drive state of the concrete pump (20) is controlled.
Description
Die Erfindung betrifft eine Mischerpumpe für Flüssigbeton mit einer mittels eines Drehantriebs mit variabler Drehzahl antreibbaren Mischtrommel, mit einem mit Flüssigbeton aus der Mischtrommel beschickbaren Pufferbehälter, mit einer an den Pufferbehälter angeschlossenen, mittels eines Antriebsmechanismus mit variabler Förderleistung antreibbaren Betonpumpe, mit einer an einen Druckausgang der Betonpumpe angeschlossenen, vorzugsweise über einen Verteilermast geführten Förderleitung und mit einer an den Drehantrieb der Mischtrommel und den Antriebsmechanismus der Betonpumpe angeschlossenen mikroprozessorgestützten Steuereinrichtung.The The invention relates to a mixer pump for liquid concrete with a means of a rotary drive variable speed drivable Mixing drum, with one with liquid concrete from the mixing drum Chargeable buffer tank, with one to the buffer tank connected by means of a variable drive mechanism Conveying drivable concrete pump, with one to one Pressure outlet connected to the concrete pump, preferably via a Distribution boom guided delivery line and with a to the rotary drive of the mixing drum and the drive mechanism the concrete pump connected microprocessor-based Control device.
Bei Mischerpumpen dieser Art wird Flüssigbeton in der Mischtrommel gemischt und über den Pufferspeicher einer hydraulisch angetriebenen Betonpumpe zugeführt und von dieser über die Förderleitung zu einer Betonierstelle gefördert. Üblicherweise ist die gesamte Mischerpumpe auf einem selbstfahrenden Fahrgestell, insbesondere einem LKW-Chassis angeordnet. Während des Pumpbetriebs muss immer genügend Beton in den Pufferbehälter nachgefüllt werden, damit keine Luft angesaugt wird. Umgekehrt ist darauf zu achten, dass von der Mischtrommel nicht zu viel Beton in den Pufferbehälter eingebracht wird, damit dieser nicht überläuft. Der Überlauf wurde bisher dadurch verhindert, dass im Pufferbehälter eine Füllstandssonde vorgesehen wurde, die nach Art einer Schwarz-Weiß-Schaltung die Mischtrommel ein- und ausschaltet. Ansonsten werden die Mischtrommel und die Betonpumpe vom Betonpumpenfahrer getrennt angesteuert. Insbesondere gilt dies für die Mengensteuerung der Betonpumpe und für die Drehzahlsteuerung der Mischtrommel. Je schneller sich die Mischtrommel dreht, umso mehr Beton wird in den Pufferspeicher gegeben und umgekehrt. Die Mengenzufuhr und die Mengenabfuhr müssen aufeinander abgestimmt werden. Bei der bisherigen Vorgehensweise, bei der die Mischtrommel immer nur ein- und ausgeschaltet wurde, kam es zu dynamischen Lastspitzen und dadurch zu Verschleißerscheinungen. Weiter führt das abrupte Anhalten und Anfahren der Mischtrommel zu ruckweisen Bewegungen im Fahrgestell und zu Schwingungen im Verteilermast, die als nachteilig empfunden werden.at Mixer pumps of this type become liquid concrete in the mixing drum mixed and over the cache one hydraulically powered concrete pump and from this over conveyed the delivery line to a concreting site. Usually is the entire mixer pump on a self-propelled chassis, arranged in particular a truck chassis. During the Pumping must always have enough concrete in the buffer tank be refilled so that no air is sucked in. Vice versa Care should be taken that the mixing drum does not use too much concrete is introduced into the buffer tank so that it does not overflow. The overflow was previously prevented by that in the buffer tank a level probe has been provided, the manner of a Black and white switching the mixing drum on and off. Otherwise the mixing drum and the concrete pump will be handled by the concrete pump driver controlled separately. In particular, this applies to the quantity control the concrete pump and for the speed control of the mixing drum. The faster the mixing drum rotates, the more concrete it gets into given the buffer and vice versa. The quantity supply and the Quantity removal must be coordinated. at the previous procedure, in which the mixing drum always has only one and off, it came to dynamic load peaks and thereby Wear. Next leads the abrupt Stopping and starting the mixing drum to jerky movements in the chassis and to vibrations in the distribution boom, which is disadvantageous be felt.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte Mischerpumpe der eingangs angegebenen Art dahingehend zu verbessern, dass die Materialzu- und -abfuhr besser aufeinander abgestimmt wird und dass ruckweise Bewegungen beim Ein- und Ausschalten der Mischtrommel reduziert und gedämpft werden.outgoing This is the object of the invention, the known mixer pump Improve the type specified in the effect that the Material supply and removal is better coordinated and that Jerky movements when switching on and off the mixing drum be reduced and dampened.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.to Solution of this problem is specified in claim 1 Feature combination proposed. Advantageous embodiments and further developments of the invention will become apparent from the dependent Claims.
Die erfindungsgemäße Lösung geht einmal davon aus, dass der Antrieb der Betonpumpe über eine Fernbedienungseinheit ein- und ausgeschaltet wird, dass der Füllstand im Pufferspeicher automatisch überwacht wird und dass die Mengenzugabe von Flüssigbeton in den Pufferbehälter nach Maßgabe des Füllstands im Pufferbehälter und in Abhängigkeit vom Antriebszustand der Betonpumpe gesteuert wird. Um dies zu ermöglichen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, dass im oberen Bereich des Pufferbehälters eine obere Füllstandssonde angeordnet ist, dass die Steuereinrichtung eine an den Signalausgang der oberen Füllstandssonde angeschlossene, den Drehantrieb der Mischtrommel nach Maßgabe des Füllstands von Flüssigbeton im Pufferbehälter ansteuernde Softwareroutine aufweist, dass die Betonpumpe einen ihren Betriebszustand anzeigenden Signalgeber aufweist, und dass die Steuereinrichtung zusätzlich eine an den Signalgeber angeschlossene, den Drehantrieb der Mischtrommel nach Maßgabe des Betriebszustands der Betonpumpe ansteuernde Softwareroutine aufweist.The Solution according to the invention goes once from that driving the concrete pump via a remote control unit is switched on and off, that the level in the buffer memory is automatically monitored and that the quantity addition of Liquid concrete in the buffer tank as required the level in the buffer tank and in dependence is controlled by the drive state of the concrete pump. In order to make this possible, is proposed according to the invention, that in upper area of the buffer tank, an upper level probe is arranged, that the control means to the signal output the upper level probe connected, the rotary drive the mixing drum according to the level of Liquid concrete in the buffer tank controlling software routine characterized in that the concrete pump indicates a state of operation Signaling, and in that the control device additionally a connected to the signal generator, the rotary drive of the mixing drum according to the operating status of the concrete pump Software routine has.
Vorteilhafterweise weist die Steuereinrichtung einen auf Ausgangssignale eines Sollwertgebers ansprechende, die Förderleistung der Betonpumpe über deren Antriebsmechanismus einstellende Softwareroutine auf, wobei der den Betriebszustand der Betonpumpe anzeigende Signalgeber durch einen die Förderleistung der Betonpumpe vorgebenden Sollwertgeber gebildet ist.advantageously, the controller has an output signals of a setpoint generator appealing, the capacity of the concrete pump over whose drive mechanism adjusting software routine, wherein of the operating state of the concrete pump indicating signal generator a setpoint generator that predetermines the delivery rate of the concrete pump is formed.
Um den Zufluss und den Abfluss des Betons in und aus dem Pufferbehälter sanft aufeinander abstimmen zu können, muss zusätzlich eine Information über die Förderleistung an der Pumpe an den Antrieb der Mischtrommel weitergegeben werden. Um dies zu ermöglichen, weist die Steuereinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung eine auf Ausgangssignale des Sollwertgebers für die Förderleistung ansprechende, die Drehzahl der Mischtrommel einstellende Softwareroutine auf. Je geringer die Förderleistung ist, also je weniger Material gepumpt wird, umso langsamer muss die Mischtrommel angetrieben werden und umgekehrt. Hinzu kommt, dass beim Verteilen von Beton an einer Baustelle der Betonfluss immer wieder unterbrochen wird, um von einer zur anderen Betonierstelle zu wechseln. In diesem Falle bedarf es einer zusätzlichen Information für den Antrieb der Mischtrommel, die dafür sorgt, dass die Mischtrommel sich entsprechend anpasst. Die obere Füllstandssonde muss im Pufferspeicher ausreichend tief angeordnet werden, da die Mischtrommel nach dem Abschalten immer noch etwas nachläuft und dabei Beton abgibt. Mit diesen Vorkehrungen ist es möglich, dass der Füllstand des Flüssigbetons im Pufferbehälter an einer oberen Grenzposition überwacht wird und dass bei Erreichen der oberen Grenzposition ein oberes Grenzwertsignal abgegeben wird, das zu Steuerungszwecken ausgewertet werden kann. Eine wichtige Anwendung dieser Vorkehrungen besteht darin, dass die Mengenzugabe von Flüssigbeton in den Pufferbehälter bei Abgabe des oberen Grenzwertsignals und gleichzeitigem Antrieb der Betonpumpe auf einen vorgegebenen Zwischenwert reduziert und bei gleichzeitigem Nichtantrieb der Betonpumpe unterbrochen wird. Ein weiterer wichtiger Anwendungsfall besteht darin, dass die Mengenzuga be von Flüssigbeton in dem Pufferbehälter bei Nichtantrieb der Betonpumpe auf einen Zwischenwert reduziert und nach Abgabe des oberen Grenzwertsignals unterbrochen wird. In beiden Fällen wird dafür gesorgt, dass der Füllstand des Flüssigbetons im Pufferbehälter auf ausreichender Höhe gehalten wird, ohne dass es zu einem Überlaufen des Pufferbehälters oder zu einem abrupten Abschalten der Mischtrommel kommt.In order to be able to harmonize the inflow and outflow of the concrete in and out of the buffer tank, an additional information about the delivery rate at the pump has to be forwarded to the drive of the mixing drum. In order to make this possible, the control device according to a preferred embodiment of the invention, a responsive to output signals of the setpoint generator for the delivery rate, the speed of the mixing drum adjusting software routine. The lower the delivery rate, ie the less material is pumped, the slower the mixing drum must be driven and vice versa. In addition, when distributing concrete at a construction site, the concrete flow is interrupted again and again to change from one to another concreting. In this case, additional information is required for driving the mixing drum, which ensures that the mixing drum adapts itself accordingly. The upper level probe must be placed sufficiently deep in the buffer tank, as the mixing drum will still run after shutting down and emit concrete. With these precautions it is possible that the level the liquid concrete is monitored in the buffer tank at an upper limit position and that upon reaching the upper limit position, an upper limit signal is output, which can be evaluated for control purposes. An important application of these precautions is that the addition of liquid concrete to the buffer tank is reduced to a predetermined intermediate value when the upper limit signal is given and the concrete pump is driven at the same time, and that it is interrupted while the concrete pump is not operating. Another important application is that the Mengenzuga be reduced by liquid concrete in the buffer tank when the concrete pump is not driven to an intermediate value and is interrupted after delivery of the upper limit signal. In both cases, it is ensured that the level of the liquid concrete in the buffer tank is kept at a sufficient level, without resulting in an overflow of the buffer tank or to an abrupt shutdown of the mixing drum.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass im unteren Bereich des Pufferbehälters zusätzlich eine untere Füllstandssonde angeordnet ist, wobei die Steuereinrichtung eine an den Signalausgang der unteren Füllstandssonde angeschlossene, den Drehantrieb der Mischtrommel und/oder den Antriebsmechanismus der Betonpumpe nach Maßgabe des Füllstands von Flüssigbeton im unteren Bereich des Pufferbehälters ansteuernde Softwareroutine aufweist. Damit ist es möglich, dass der Füllstand an einer unteren Grenzwertposition unter Abgabe eines unteren Grenzwertsignals überwacht wird. Ein wichtiger Anwendungsfall besteht hierbei darin, dass die Mengenzugabe von Flüssigbeton bei Auftreten des unteren Grenzwertsignals auf einen einstellbaren Maximalwert erhöht wird, so dass genügend Flüssigbeton für den Abtransport zur Verfügung steht. Um die Gefahr einer Luftansaugung zu vermeiden, die zu Störungen beim Fördervorgang führen könnte, kann bei Abgabe des unteren Grenzwertsignals auch der Antrieb der Betonpumpe kurzzeitig unterbrochen werden. Die Mengenzugabe von Flüssigbeton kann durch Änderung der Drehzahl der Mischtrommel erhöht oder reduziert werden. Insbesondere kann die Zugabe von Flüssigbeton durch Abschalten des Mischtrommelantriebs unterbrochen werden.A Another preferred embodiment of the invention provides that in lower area of the buffer tank in addition a lower level probe is arranged, wherein the control device one connected to the signal output of the lower level probe, the rotary drive of the mixing drum and / or the drive mechanism the concrete pump according to the level of Liquid concrete in the lower area of the buffer tank has controlling software routine. This makes it possible that the level at a lower limit position below Output of a lower limit signal is monitored. One important application case is that the quantity addition of liquid concrete when the lower limit signal occurs an adjustable maximum value is increased so that enough Liquid concrete available for transport stands. To avoid the risk of air intake leading to malfunction could lead in the funding process, can when delivering the lower limit signal and the drive of the concrete pump be interrupted for a short time. The quantity addition of liquid concrete can be increased by changing the speed of the mixing drum or reduced. In particular, the addition of liquid concrete be interrupted by switching off the mixing drum drive.
Um den Betonzu- und -abfluss besser aufeinander abstimmen zu können, wird gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung die Förderleistung der Betonpumpe durch eine Sollwertvorgabe an der Fernbedienungseinheit eingestellt, während die Drehzahl der Mischtrommel nach Maßgabe der eingestellten Förderleistung variiert wird. Bei üblichen Mischtrommeln kann die Drehzahl kontinuierlich zwischen 0 und etwa 13 Umdrehungen pro Minute variiert werden. Um stets einen ausreichenden Füllstand zu gewährleisten und trotzdem ein Überlaufen zu vermeiden, lässt sich mit den erfindungsgemäßen Vorkehrungen erreichen, dass die Mengenzugabe von Flüssigbeton pro Zeiteinheit aus der Mischtrommel bei Nichtvorhandensein des oberen Grenzwertsignals höher und bei dessen Vorhandensein niedriger als die Förderleistung der Betonpumpe ist. Eine weitere Verbesserung in dieser Hinsicht wird dadurch erzielt, dass die Mengenzugabe von Flüssigbeton bei mit vorgegebener Förderleistung angetriebener Betonpumpe und bei Abgabe eines oberen Grenzwertsignals um ein vorgegebenes Maß reduziert und bei Abgabe eines unteren Grenzwertsignals um ein vorgegebenes Maß erhöht wird, bis das jeweilige Grenzwertsignal verschwindet.Around be able to better coordinate the concrete inflow and outflow is in accordance with a preferred embodiment of Invention the capacity of the concrete pump by a Setpoint preset on the remote control unit while the Speed of the mixing drum according to the set Delivery is varied. For usual mixing drums The speed can be continuously between 0 and about 13 revolutions be varied per minute. To always have a sufficient level to ensure and still an overflow too avoid, can be with the invention Make arrangements that allow the addition of liquid concrete per unit time from the mixing drum in the absence of the upper limit signal higher and in its presence lower than the capacity of the concrete pump. A Further improvement in this regard is achieved by: the quantity addition of liquid concrete with given Delivery rate driven concrete pump and at delivery an upper limit signal is reduced by a predetermined amount and upon delivery of a lower limit signal by a predetermined amount Dimension is increased until the respective limit signal disappears.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigenin the The invention will be described in greater detail below with reference to a drawing in the drawing Way illustrated embodiment closer explained. Show it
Die
in der Zeichnung dargestellte Fahrmischerpumpe besteht im Wesentlichen
aus einem vierachsigen langgestreckten Fahrgestell
Die
Mischtrommel
Die
Mischtrommel
Außerdem
verfügt die gezeigte Fahrmischerpumpe über eine
mikroprozessorgesteuerte Steuereinrichtung
Bei
Mischerpumpen mit kombinierter Mischer- und Pumpenansteuerung sind
die Betonzufuhr über die Mischtrommel
Eine
Besonderheit der Erfindung besteht darin, dass die Betonzufuhr und
die Betonabfuhr so aufeinander abgestimmt werden, dass ein hartes
Abbremsen und Wiederanfahren der Mischtrommel
Um
dies zu ermöglichen, sind im Pufferbehälter
Da
die Förderströme beim Betrieb Schwankungen unterliegen,
die beispielsweise von der Betonkonsistenz abhängig sind,
können trotz exakter Berechnungen Differenzen im vorberechneten
Füllstand auftreten. Um diese Differenzen regelungstechnisch
eliminieren zu können, sind verschiedene Strategien möglich:
Im
Pufferbehälter
In the buffer tank
Eine
zweite Strategie besteht darin, dass im Pufferbehälter
Eine
dritte Strategie sieht vor, dass der Beladezustand der Mischtrommel
In
Wenn
zusätzlich eine untere Füllstandssonde
Um
die Unterschiede im Betriebsablauf nach dem vorbekannten Stand der
Technik und mit der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung
Im
Diagramm gemäß
Um
diese Nachteile zu vermeiden, kann die im Diagramm gemäß
Kurze Zeit nach dem Anfahren der Mischtrommel
A short time after starting the mixing drum
Diese Betriebsweise führt zu einem ruhigen Förderbetrieb innerhalb der Fahrmischerpumpe und dadurch zu einem geringeren Verschleiß und zu weniger Schwingungserscheinungen.These Operating mode leads to a quiet production operation within the truck mixer pump and thereby to a lesser degree of wear and tear to less vibration phenomena.
Zusammenfassend
ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung bezieht sich auf eine
Mischerpumpe für Flüssigbeton, bei welcher Flüssigbeton
in einer Mischtrommel gemischt und über einen Pufferspeicher
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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