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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum pneumatischen Antrieb von Kolbenpumpen, die insbesondere zum Einbringen von Injektionsmaterialien hinter im Erdreich befindlichen Bauteilen eingesetzt wird.
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Es ist eine Vorrichtung zum pneumatischen Antrieb von Kolbenpumpen, die zum Einbringen von Injektionsmaterialien hinter im Erdreich befindlichen Bauteilen eingesetzt werden kann, bekannt (Desoi-Katalog 14 aus dem Jahre 2012, u. a. Seiten 13-15 und 20-22). Dieser pneumatische Antrieb besteht aus je einer oberen und einer unteren Platte, zwischen die ein Zylinderrohr gespannt ist, in dem ein Kolben läuft. Verbunden mit dem Kolben geht eine Kolbenstange durch eine Bohrung in der unteren Platte zur Materialpumpe hin und eine weitere Kolbenstange durch eine Bohrung in der oberen Platte zur Steuerung, die sich komplett entgegengesetzt des Zylinderrohres auf der oberen Platte befindet, hin. Auf der nach oben ragenden Kolbenstange ist am äußeren Ende ein Nocken angeschraubt, der zwei Umschaltventile betätigt, die wiederum ein Steuerventil mit Luft beaufschlagen, damit die Arbeitsluft entsprechend den im Zylinderrohr befindlichen Kolben antreibt bzw. mit Luft beaufschlagt. Sowohl die beiden Umschaltventile als auch das Steuerventil sind an einem Steuerblock angebracht, dieser wiederum ist an der oberen Platte angeschraubt und abgedichtet. Eine Abdeckhaube schützt diesen Aufbau vor Verschmutzung und gleichzeitig vor Verletzungen bei unbeabsichtigtem Hineingreifen. Zusätzlich ist ein Tasterventil zur Notbetätigung nach ungewolltem Druckluftausfall, wodurch das Steuerventil in Mittelstellung stehen kann und die Vorrichtung nicht mehr selbstständig anlaufen kann, in der Abdeckhaube verschraubt und über Schläuche mit einem Umschaltventil verbunden. Durch diesen mechanischen Aufbau, obere Platte-Steuerblock mit Umschaltventilen-Steuerventil-Kolbenstange mit Nocken-Abdeckhaube mit Tasterventil, ist die gesamte Pneumatikeinheit sehr groß und schwer, anfällig gegenüber Undichtigkeiten (Kolbenstange in der oberen Platte) und hat sich in der Praxis nicht bewährt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum pneumatischen Antrieb von Kolbenpumpen zu schaffen, die gegenüber dem Stand der Technik wesentlich kleiner und leichter ist, am Arbeitsort besser zu handhaben ist und die die Anfälligkeit gegenüber Undichtigkeiten (Kolbenstange in der oberen Platte) deutlich verringert.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.
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Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Vorrichtung aufgrund der Kompaktheit und dem niedrigen Gewicht, dem Wegfall von Schlauchverbindungen und der Kolbenstange, abgedichtet in der oberen Platte, zuverlässiger und besser zu handhaben ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen
- 1a: ein Pneumatikantrieb in der Vorderansicht,
- 1b: ein Pneumatikantrieb in der Seitenansicht,
- 1c: ein Pneumatikantrieb von der Rückseite,
- 1d: ein Pneumatikantrieb von oben in einer 3D-Ansicht,
- 1e: ein Pneumatikantrieb von unten in einer 3D-Ansicht,
- 2a: ein Pneumatikantrieb im Schnitt,
- 2b: ein weiterer Schnitt, hier durch das Steuerventil,
- 2c: ein Detail eines weiteren Schnittes, hier durch den Luftverteiler 12,
- 3a: eine Detailansicht aus 2a und
- 3b: eine Detailansicht aus 2b.
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In 1 ist ein Pneumatikantrieb in mehreren Ansichten dargestellt. Er besteht gemäß 1a aus einem Zylinderrohr 5, enthaltend einen Kolben 3 mit einer Kolbendichtung 6 und einer Kolbenstange 4, dargestellt in 2a, das durch zwei Platten, einer oberen Platte 1 und einer unteren Platte 2, abgedeckt ist, wobei die beiden Platten 1 und 2 durch erste Schrauben 15 miteinander verschraubt sind und so das Zylinderrohr 5 einspannen. Zwischen der oberen Platte 1 und der unteren Platte 2 sind, gemäß der 1b bis 1e, parallel zum Zylinderrohr 5 zwei Luftverteiler, ein erster Luftverteiler 11 und ein zweiter Luftverteiler 12, zwischen denen sich ein Steuerventil 8, 2b, befindet, angeordnet. Die Rückseite der Front erster Luftverteiler 11 - Steuerventil 8 - zweiter Luftverteiler 12, also die vom Zylinderrohr 5 abgewandte Seite, ist mit einer Abdeckung 10 versehen, die mittels zweiter Schrauben 16 an den zwei Luftverteilern 11 und 12 gehalten wird. In der oberen Platte 1 und in der unteren Platte 2 ist jeweils ein Umschaltventil 7 angeordnet. Die beiden Umschaltventile 7 ragen nach außen aus den beiden Platten 1 und 2 raus und enden im Innenraum des Zylinderrohres 5. Im zweiten Luftverteiler 12 befinden sich zwei Öffnungen, eine erste Öffnung 22 zur Zuführung der Steuerluft bzw. Dauerluft auf die zwei Umschaltventile 7 und eine zweite Öffnung 23 zur Zuführung der Arbeitsluft. In der oberen Platte 1 und der unteren Platte 2 befinden sich Bohrungen, beschrieben in 2a, die durch Gewindestifte 9 nach außen verschlossen sind. In der oberen Platte 1 befindet sich ein Notventil 17, ebenfalls beschrieben in 2a.
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2 zeigt zwei Schnitte durch den Pneumatikantrieb. 2a zeigt einen Schnitt durch 1b. Zwischen der oberen Platte 1 und der unteren Platte 2 ist das Zylinderrohr 5 angeordnet. In der oberen Platte 1 befindet sich das Notventil 17. Zwischen der Abdeckung 10 und dem Zylinderrohr 5 ist das Steuerventil 8 angeordnet, welches über erste rohrförmige Steckanschlüsse 13 sowohl in der oberen Platte 1 als auch in der unteren Platte 2 positioniert ist. Im Zylinderrohr 5 befindet sich ein Kolben 3, auf dem außen eine Kolbendichtung 6 und innen eine Kolbenstange 4 angeordnet ist, die aus der unteren Platte 2 hinaus ragt. Die Kolbendichtung 6 dichtet den Kolben 3 zum Zylinderrohr 5 hin ab.
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In der oberen Platte 1 befindet sich ein ins Zylinderrohr 5 ragendes oberes Umschaltventil 7, in der unteren Platte 2 befindet sich ein ins Zylinderrohr 5 ragendes unteres Umschaltventil 7. In der oberen Platte 1 befinden sich zwei Bohrungen 19a und 19b, die bis an das obere Umschaltventil 7 reichen, in der unteren Platte 2 befindet sich eine dritte Bohrung 20, die bis an das untere Umschaltventil 7 reicht. Die zweite Bohrung 19b ist verbunden mit dem Notventil 17, das durch Ziehen intern Luft auf das Steuerventil 8 (hier nicht sichtbar) gibt, falls dieses durch unvorhergesehenen Druckluftausfall in einer Position steht, in der der Pneumatikantrieb nicht mehr selbstständig anläuft. Das Notventil 17 ist also in der oberen Platte 1 angeordnet und steht in Wirkverbindung mit der zweiten Bohrung 19b und dem oberen Umschaltventil 7. Von außen sind die Bohrungen 19a, 19b und 20 durch die Gewindestifte 9 verschlossen.
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Durch Beaufschlagung des Raumes im Zylinderrohr 5 zwischen der unteren Platte 2 und dem Kolben 3 über die zweite Bohrung 23 sowie durch einen der zweiten rohrförmigen Steckanschlüssen 14 und das Steuerventil 8 mit einem Medium (Arbeitsluft), beispielsweise Druckluft, bewegt sich der Kolben 3 zur oberen Platte 1 hin und betätigt das ins Zylinderrohr 5 ragende Ende des oberen Umschaltventils 7, wodurch die am oberen Umschaltventil 7 anstehende Steuerluft oder Dauerluft über die erste Bohrung 19a und einen der ersten Steckanschlüsse 13 in das Steuerventil 8 strömt und dieses umschaltet. Jetzt ist der Raum zwischen dem Kolben 3 und der unteren Platte 2 entlüftet, die Beaufschlagung mit Druckluft (Arbeitsluft) findet jetzt im Raum zwischen der oberen Platte 1 und dem Kolben 3 statt, so dass sich der Kolben 3 zur unteren Platte 2 bewegt bis ebenfalls das nach innen stehende Ende des unteren Steuerventils 7 vom Kolben 3 betätigt wird und nun die anstehende Dauerluft über die dritte Bohrung 20 und einen weiteren der ersten Steckanschlüsse 13 in das Steuerventil 8 strömt und dieses wieder umschaltet. Jeweils ein O-Ring 18 auf den Steckanschlüssen 13 dichtet diesen sowohl in der oberen Platte 1 als auch in der unteren Platte 2 ab, das andere Ende des Steckanschlusses 13 ist in das Steuerventil 8 beispielsweise geschraubt und verklebt. Sowohl die erste Bohrung 19a und die zweite Bohrung 19b in der oberen Platte 1 als auch die dritte Bohrung 20 in der unteren Platte 2 sind, wie schon beschrieben, über je einen Gewindestift 9 nach außen hin verschlossen.
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2b zeigt in einer Schnittdarstellung die Positionierung des Steuerventils 8 zwischen der oberen Platte 1, dem zweiten Luftverteiler 12, der unteren Platte 2 und dem ersten Luftverteiler 11. Der Steuerkolben mit Dichtungen und die ganzen Luftkanäle vom Steuerventil 8 sind nicht dargestellt. In das Steuerventil 8 sind im Ausführungsbeispiel die ersten Steckanschlüsse 13 (sie verbinden das Steuerventil 8 mit der oberen und der unteren Platte 1 und 2) und zweite Steckanschlüsse 14 (sie verbinden das Steuerventil 8 mit den Luftverteilern 11 und 12) geschraubt, die nach außen hin jeweils erste O-Ringe 18 bzw. zweite O-Ringe 21 enthalten. Positioniert und abgedichtet ist das Steuerventil 8 jeweils mit einem ersten Steckanschluss 13 und einem ersten O-Ring 18 zur oberen Platte 1 und zur unteren Platte 2 hin, sowie über die zweiten Steckanschlüsse 14 mit den zweiten O-Ringen 21 zum ersten Luftverteiler 11 und zum zweiten Luftverteiler 12 hin. Sowohl der erste Luftverteiler 11 als auch der zweite Luftverteiler 12 sind über die zweiten Steckanschlüsse 14 mit den darauf befindlichen zweiten O-Ringen 21, wobei der zweite Luftverteiler 12 gemäß 2c zusätzlich erste Steckanschlüsse 13 mit den darauf befindlichen ersten O-Ringen 18 enthält, zur oberen Platte 1 und zur unteren Platte 2 hin positioniert und abgedichtet. Diese Einheit, also die Abdeckung 10, der erste Luftverteiler 11, der zweite Luftverteiler 12 und das Steuerventil 8, wird über die ersten rohrförmigen Steckanschlüsse 13 und die zweiten rohrförmigen Steckanschlüsse 14, die das Medium, z. B. Druckluft, durchlassen, in sich und zwischen der oberen Platte 1 und der unteren Platte 2 fixiert.
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2c zeigt im Detail einer Schnittdarstellung die Positionierung des Luftverteilers 12 über die ersten Steckanschlüsse 13 und die zweiten Steckanschlüsse 14 zwischen der oberen Platte 1 und der unteren Platte 2.
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In 3a ist ein Detail aus 2a mit dem Umschaltventil 7 in der oberen Platte 1 im nicht betätigten Zustand dargestellt. Es zeigt neben dem Umschaltventil 7 an sich die erste Bohrung 19a und die zweite Bohrung 19b sowie den Sitz des Umschaltventils 7 in der oberen Platte 1. Der Sitz des Kolbens 3 ist dabei angedeutet.
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In 3b ist ein Detail der Steckverbindungen des Steuerventils 8 dargestellt. Der erste Steckanschluss 13 mit dem ersten O-Ring 18 steckt in der oberen Platte 1, einer der zweiten Steckanschlüsse 14 mit einem der zweiten O-Ringen 21 steckt im zweiten Luftverteiler 12, der seinerseits ebenfalls mit einer der zweiten Steckanschlüsse 14 mit einem der zweiten O-Ringe 21 in der oberen Platte 1 steckt.
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Zusammenfassend wird also das Steuerventil 8 über Steckanschlüsse 14 mit den beiden Luftverteilern 11 und 12 zusammengesteckt und diese kompakte Steckeinheit wird über Steckanschlüsse 13 und 14 zwischen die beiden Platten 1 und 2 gesteckt und mittels der Schrauben 15 fixiert. Dabei ist der erste Luftverteiler 11 mittels zweier zweiter Steckanschlüsse 14 mit dem Steuerventil 8 und der zweite Luftverteiler 12 mittels dreier zweiter Steckanschlüsse 14 mit dem Steuerventil 8 verbunden. Zur Verbindung mit der oberen und der unteren Platte 1 und 2 weist der zweite Luftverteiler 12 jeweils sowohl einen der ersten und einen der zweiten Steckanschlüsse 13 und 14 auf.
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Alle Steckanschlüsse 13 und 14 weisen Durchgangsbohrungen auf bzw. sind wie beschrieben rohrförmig, die zusammen mit den Bohrungen 19a, 19b, 20 und den Öffnungen 22 und 23 Teil des Luftkanalsystems sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Obere Platte
- 2
- Untere Platte
- 3
- Kolben
- 4
- Kolbenstange
- 5
- Zylinderrohr
- 6
- Kolbendichtung
- 7
- Umschaltventil
- 8
- Steuerventil
- 9
- Gewindestift
- 10
- Abdeckung
- 11
- erster Luftverteiler
- 12
- zweiter Luftverteiler
- 13
- erster Steckanschluss
- 14
- zweiter Steckanschluss
- 15
- erste Schraube
- 16
- zweite Schraube
- 17
- Notventil
- 18
- erster O-Ring
- 19a
- erste Bohrung
- 19b
- zweite Bohrung
- 20
- dritte Bohrung
- 21
- zweiter O-Ring
- 22
- erste Öffnung
- 23
- zweite Öffnung
