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Quetschpumpe zur Förderung von Beton" Die Erfindung betrifft eine
Quetschpumpe zur Förderung von Beton, bei der der Beton längs eines Zylinderflächensegmentes
mit einem elastischen Quetschorgan und sich auf diesem abwälzt zenden Quetschrollen
gefördert wird, die auf einem in einem Gehäuse umlaufenden Rotor gelagert sind.
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Die Förderwirkung einer solchen Pumpe beruht auf der durch die Elastizität
des Quetschorgans ermöglichten örtlichen Teilung des Quetschraumes in einen der
Quetschrolle vorauseilenden Druckraum und einen nachlaufenden Ansaugraum. Bei der
Förderung von Beton erreicht man mit solchen Quetschpumpen hart kontinuierliche
auf diese Weise eine
förderung des betons mit vergleichsweise geringem technischen Aufwand, weil eine
derartige Pumpe keine Ventile benötigt. Die Vergleichmäßigung der Betonförderung
ist außerordentlich erwünscht, weil sie bei den hauptsächlich zur Betonförderung
benutzten Zylinderpumpen nur mit einem erheblichen Aufwand erreicht werden kann,
aber erforderlich ist, um die Schwingungen der Betonförderleitung auf ein
vertretbares
Naß herabzusetzen.
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Allerdings ist die Förderung von Beton mit derartigen Quetschpumpen
infolge der Zusammensetzung des Betons aus einer Zeientschlempe und Kies- bzw. Sandkörnern
problematisch. Es muß damit gerechnet werden, daß nicht nur Körner bis zu 15 mm
in dem Beton enthalten sind. E§uSig bestehen die Zuschlagstoffe ganz oder teilweise
aus gebrochenem Korn. Dabei gibt es auch ungünstige Keilformen. Derartige Körner
werden besonders leicht von dem elastischen Quetschorgan eingeklemmt, sobald sie
in den keilförmigen Endbereich des Druckraumes gelangen. Geschieht dies, so wird
ein solches Korn dberrollt und erst im folgenden Hub gefördert.
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Das Überrollen gröberer Körner mit den Quetschrollen ist inebesonkre
bei scharfkantigen Konformen mit der Gefahr einer Beschädigung des elastischen Quetschorgans
verbunden, weil dessen Elastizität im wesentlichen von gummielastischem Werkstoff
herbeigeführt wird und weil die in der Regel vorhandene Armierung des Quetschorgans
ebenfalls durch örtliche Überdehnung leicht zerstört werden kann.
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Es ist bereits zur Förderung von Beton eine Quetschpumpe bekannt,
die als Quetschorgan einen elastischen Schlauch verwendet, der zusammen mit den
sich auf dem Schlauch abwälzenden Quetschrollen in einemtevakuierten Gehäuse untergebracht
ist. Die Evakuierung des Gehäuses soll die Saugwirkung der Pumpe herbeiführen welche
im Ansaugraum eine wiederherstellung des zylinderförmigen Quetschschnittes des elastischen
Quetschorganes zur Voraussetzung hat. Bei dieser Pumpe wird duch eine elastische
Zwischenlage am Zylinderfläcbensegment und durch eine elastische Bereifung
der
Quetschrollen versucht, die körnigen Bestandteile des Betons ohne Schaden für das
Quetschorzan zu überrollen. Es zeigt sich Quetschorganes jedoch, daß hierdurch eine
Zerstörung des/
nicht verhindert werden kann. Außerdem führt die elastische Ausbildung aller den
Quetschraum umgebenden Pumpenelemente zu einem vermehrten Einziehen grober Körner
in das keilförmige Ende des Druckraumes.
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Das beruht auf dem verhältnismäßig großen Reibungswiderstand, den
der gummielastische Werkstoff den auf dem Quetschorgan gleitenden Körnern entgegensetzt.
Schließlich bedeutet die Evakuierung des Pumpengehäuses eine zusätzliche Gefahr
für die mechanischen Teile der Pumpe, weil bei einer beschädigung oder Zur störung
des elastischen Quetschorganes durch gröbere Körner das im Gehäuse herrschende Vakuum
beton ansaugt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Lösung der sich bei
der Betonförderung mit Quetschpumpen stellenden Probleme den den Quetschraum unterteilenden
Teilen der Pumpe eine Ausweichmöglichkeit bei im Beton enthaltenen gröberen Körnern
oder Fremdkörpern zu schaffen, welche außer der Elastizität des gummielastischen
Werkstoffes einer erstörung des Quetschorgans durch derartige Körner oder Fremdkörper
vorbeugt.
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zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die Quetschrollen,
wie an sich bekannt, federnd nachgiebig auf dem Rotor gelagert sind und daß die
Federn einen Bruchteil der zur Erzielung der Quetschkraft an den Quetschrollen erforderlichen
Druckkraft aufbringen, wobei die Differenz hydraulisch über Arbeitszylinder aufgebracht
wird, deren Innendruck nach dem Widerstand der Betonförderung geregelt ist.
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Es ist bereits eine Drehkolbenpumpe bekannt, die allerdings für die
Betonförderung noch nicht benutzt worden ist und sich hierfür
auch
nicht eignet. Diese Pumpe hat an der innenseite ihres Gehäuses ein Spurband und
einen drehbaren Rollenkörper, der bei seiner Drehung den jeweils mit ihm in Beruhrung
stehenden Teil des Spurbandes und der Auskleidung nach außen gegen das Pumpengehäuse
preßt. Die Rollen sind auf der Nabe des Rotors mit ihren Lagern verschieblich geführt,
wobei sich die Lager auf Druckfedern abstützen. Dies hat den Nachteil, daß die Vorspannung
der Federn so hoch gewählt werden muß, daß erst oberhalb des höchsten Betriebsdruckes
ein Ausweichen der Rollenlager möglich ist.
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Das ergibt sich aus der Notwendigkeit eines druckdichten Abschlusses
zwischen dem Druck und dem Ansaugraum des Quetschraumes. Da der Widerstand der Betonförderung
wechselt, hat eine derartige Anordnung auch zur Folge, daß sich bei niedrigeren
Förderwiderständen eine überschüssige Vorspannkraft der Federn ergibt. Dann ergibt
sich bei niedrigen Betriebsdrücken eine erhöhte Gefährdung des elastischen Quetschorgans
durch spitze Fremdkörper.
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Bei der Erfindung wird mit hilfe der Federn und der Arbeitszylinder
ein im Ergebnis unterschiedlicher Quetschdruck am Quetschorgan erzielt, der Jedoch
entsprechend dem jeweiligen Widerstand der Betonförderung geregelt ist. Infolgedessen
wird bei niedrigem Pwnpwiderstand eine Verminderung der Quetschkraft herbeigeführt,
welche die Gefährdung des Quetschorganes entsprechend herabsetzt.
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Die bei der vorbekannten Drehkolbenpumpe verwirklichte Gleitführung
der Quetachrollenlager im Rotor hat überdies den iuachteil, daß der damit verbundene
Reibungswiderstand nicht nur die Erzeugung der für eine gegebene Quetschkraft erforderlichen
Druckkraft verändert, sondern überdies auch noch ein Verklemmen der beweglichen
Rollenlager herbeiführen kann. Zur Vermeidung solcher Nachteile ist es zweckmäBig,
gemäß einem weiteren merkmal der Erfindung
jede Quetschrolle auf
einem in der Rollenebene schwenkbar auf einer Nabe des Rotors gelagerten Rollenträger
anzubringen, der sich mit seinen Enden auf den Federn bzw. den Kolben der Arbeitszylinder
abstützt. Auf diese Weise wird die Gefahr einer Selbsthemmung des Rollenträgers
ausgeschaltet.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird ein mehrfach gelagerter
Rollenträger verwendet. Dabei ist für jeden Rollenträger eine Lagerung vorgesehen,
die mit zwei zueinander parallelen Schwenkachsen verwirklicht wird, von denen je
eine Drehachse einer Drehrichtung des Rotors zugeordnet ist. Auf diese Weise kann
einer zur Umkehrung der Pumprichtung dienenden Umsteuerung des Rotors Rechnung getragen
werden.
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Zur Herstellung verschieden langer Hebelarme für die Belastung der
jeder Schwenkrichtung des Rollenträgers zugeordneten Federn bzw. Arbeitszylinder
können die Abstände dieser Teile vom Schwenkmittelpunkt des Rollenträgers unterschiedlich
sein. Statt einer Änderung der Hebelarme kann der gleiche Zweck auch mit unterschiedlich
für jede Drehrichtung des Rotors dimensionierten Federn und/oder Arbeitszylindern
erreicht werden.
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Eine kompakte Bauform der Pumpe wird erreicht, wenn die Bedern in
den Arbeitszylindern untergebracht werden.
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Es trägt ferner zur Vereinfachung des Gesamtaufbaus der Pumpe bei,
wenn der Rotor, der wie an sich bekannt zwei um einen Halbkreis gegeneinander versetzt
angeordnete Quetschrollen aufweist, die zu deren Lagerung erforderlichen Rollenträger
jeweils auf gemeinsamen Federn und/oder Kraftzylindern abstützt. Durch diese Lagerung
der schwenkbaren Rollenträger wird erreicht, daß bei jedem Förderdruck die Quetschrollen
nur mit der jeweils erforderlichen
Kraft auf das Quetschorgan drücken
und ein Ausweichen der Quetschrollen gegen verhältnismäßig geringe Kräfte ermöglieht
wird.
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Es ist bei irehkolbenpumpen grundsätzlich bekannt, die Rollenlager
mit Spindeln zu verstellen. Dabeikommt es darauf an, die Betriebsbelastungen möglichst
weitgehend von den Spindeln fernzuhalten.
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Gemäß der Erfindung sind die Schwenkachsen mit quer zur Rollenebene
stehenden Lagerzapfen verwirklicht, die beiderseits des Schwenkmittelpunktes jedes
Rollenträgers auf dem Rotor befestigt sind; verstellbare Zapfenlager sitzen an den
Rollenträgern, die bei ihrer Verstellung den Rollenträger gegen den Widerstand seiner
Bedern und/oder seiner Arbeitszylinder nach innen bewegen und den Federweg nach
außen begrenzen. Wenn die Zapfenlager auf Spindeln befestigt werden, sind die Spindeln
den Druckkräften der Quetschrollen weitgehend entzogen. Andererseits haben die Spindeln
den Vorteil, daß ihr Spindelweg verhältnisäßig groß bemessen ist. Dadurch ist es
möglich, ein Zurückziehen der Quetachrollen sum Ausbauen des Quetschorgans zu ermöglichen.
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mit golbenpumDen Bei der Betonförderungthat es sic ii übrigen bewahrt,
die dem Fördermedium abgewandte Seite der Kolben mit einem drucklosen Spülwasser
zu beaufschlagen. Die erfindungsgemäße Quetschpumpe sieht vor, den Innenraum, in
dem sich der Rotor mit den Quetschrollen bewegt, mit Spülmittel, vorzugsweise mit
Wasser zu füllen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung naher erläutert;
es zeigen
Fig. 1 im Schnitt und in teilweise abgebrochener Darstellung
eine Quetschpumpe gemäß der Erfindung, wobei der hydraulische Kreislauf schematisch
wiedergegeben ist und Big. 2 in der Fig. i entsprechender Darstellung eine abgeänderte
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Quetschpumpe.
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In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugsseichen einander entsprechende
Teile.
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Der Beton, der mit der in den Zeichnungen wiedergegebenen Pumpe gefördert
werden soll, befindet sich in einem Druckraum 1, welcher einerseits von einer nach
einem mylinderflächensegment gekrümmten Außenwand 2 und andererseits von einem elastischen
Quetschorgan 3 abgegrenzt wird, fl wobei auf der außen legenden Seite 4 des elastischen
Ouetschorganes 3 Quetschrollen 5 bzw. 6 laufen, welche auf einem Rotor 7 angeordnet
sind, dessen Welle 8 bei den dargestellten Ausfüiirungsbelspielen von einem hydraulischen
Motor 9 angetrieben wird. flum Antrieb des hydraulischen Motors 9 dient eine Pumpe
10, welche M je nach Förderrichtung auf die gesteuerten Leitungen 11 oder 12 arbeitet,
die über einen Schieber 3 gesteuert werden und durch ein Überdruckventil -13 gesichert
sind.
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Der Druckraum 1 wird bei einer Auslenkung des elastischen Bandes 3
mit der Quetschrolle 5 normalerweise dicht gegen einen Ansaugraum 20 abgeschlossen,
welcher in der durch den Pfeil a angegebenen Förderrichtung des Betons hinter dem
Druckraum 1 liegt.
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Das 3and 3, welches das elastische uetschorgan verwirklicht, ist auf
seiner Innenseite bei 21 mit gummielastischem Werkoff versehen, der eine aus einzelnen
Stäben 22 bestehende Querarmierung des Bandes sowie eine die nugbelastungen aufnehzende
weitere
Gewebearmierung 23 umhüllt.
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In Fig. 1 ist angenommen, daß in den keilförmigen Endraum des Druckraumes
1 ein scharfkantiges Korn 24 eingezogen worden ist, das von der Quetsohrolle 5 überrollt
werden muß.
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beide Quetschrollen 5 bzw. 6 sitzen auf schwenkbar gelagerten Rollenträger
26 bzw. 27. Die Enden 28 bzw. 29 des Rollenträgers 26 tragen Zapfen 30 bzw. 31,
die parallel zur Antriebswelle 8 liegen und zur Anlenkung von Kolbenstangen 32,
33 dienen, deren Kolben 34 bzw. 35 in Arbeitazylindern 36 bzw. 37 untergebracht
sind, welche über Zapfen 38 bzw. 39 an den Enden 40 bzw. 41 des Rollenträgers 27
abgestützt sind.
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In den Zylindern 36 befinden sich Druckfedern 44, bzw. 45, Außerdem
sind die/Druckfedern 44 bzw. 45 ausnehmendz Druckräume der Arbeitszylinder über
Leitungen 47, 48 und eine zentrale Leitung Drehdurchführung 49, in die eine
>UwelngeDaub ist, mit aer iieitung il verbunden.
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Die Federn 44, 45 sind so dimensioniert, daß sie nur einen Bruchteil
der zur Erzielung der Quetschkraft an den Quetschrollen 5, 6 erforderlichen Druckkraft
auf die schwenkbaren Rollenträger 26 bzw. 27 aufbringen. Die Differenz wird hydraulisch
über die Leitungen 47-49 von den Arbeitszylindern 36, 37 aufgebracht. Da die Leitung
49 den Arbeitsdruck des Motors 10 anzapft, entspricht die in den Zylindern 36, 37
aufgebrachte Kraft dem jeweiligen Widerstand, t e die Betonförderung findet.
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Infolgedessen ist der von den Quetschrollen 5 bzw. 6 ausgeübte Druck
zwar stets so groß, daß eine zuverlässige Abdichtung des Druckraumes 1 gegen den
Ansaugraum 20 erzielt wird, jedoch werden Körner 24 nur mit einem Druck überrollt,
der von dem
Widerstand der Betonförderung abhängt, welcher in diesem
Augenblick zu überwinden ist.
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Jeder Rollenträger weist zwei zueinander parallele Schwenkachsen auf,
die mit laufen 52, 53 verwirklicht werden, welche beiderseits der Mittelebene der
Welle 8 und parallel zur Welle 8 verlaufen. Die Zapfen 52 bzw. 53 sind auf der Nabe
des Rotors befestigt. Für die Zapfen sind in den Rollenträgern 26 bzw. 27 gekrümmte
Führungsschlitze 54, 55 vorgesehen.
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Außerdem besitzt jeder Rollenträger 26 bzw. 27 verstellbare Zapfenlager
58 bzw. 59, welche auf den Enden 60 von Spindeln 61 angeordnet sind. Die Spindeln
können über an ihren anderen Enden angebrachte Köpfe 62 mit Schlüsselflächen verdreht
werden.
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Bei ihrer Verstellung verschieben sie den Rollenträger gegen den Widerstand
der Federn 44 bzw. 45 und/oder den Widerstand, den die Arbeitszylinder entwickeln,
nach innen. Sie begrenzen daher den Federweg nach außen.
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Die Verstellmöglichkeit der Spindeln 61 soll so groß gewählt werden,
daß ein Zurückziehen der Quetschrollen möglich ist, welche ein Ausbauen des Bandes
3 ermöglichte Dazu ist es notwendig, das Band 3 bei stehendem Rotor über die Quetschrollen
5 bzwv 6 an der Wand 2 vorbeizusiehen, wobei auch der nicht dargestellte, aber verdickte
Endbereich des Bandes 3 diese Bewegung gegenüber der Quetschrolle durchführen muß.
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Beim Ausfühhungsbeispiel nach Fig. 2 waden wiederum zwei Quetschrollen
5, 6 verwendet, die auf schwenkbaren Rollenträgern 26 und 27 befestigt sind. Diesen
Rollenträgern sind wiederum wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 für jede Drehrichtung
des Rotors Drehzapfen 52 bzw. 53 zugeordnet. Jedoch sind die
Eebeiarme,
die den verschiedenen Drehrichtungen des Rotors (vorwarts und rückwärts) zugeordnet
sind, im Gegensatz zum Austffhrungsbeispiel nach Fig. 1 im Ausführungsbeispiel nach
Fig. 2 unterschiedlich. Außerdem hat jeder schwenkbare Rollenträger 26 bzw. 27 für
jede Schwenkrichtung einen eigenen beitszylinder 70 bzw. 71, die unterschiedlichen
Querschnitt auSweisen und damit unterschiedliche Drücke aufbringen können. Dementsprechend
sind auch die Federn 73 bzw. 74, die jedem Rotor gesondert zugeordnet sind, unterschiedlich
dimensioniert.
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Die Dirensionen sind so gewählt, daß beim Pumpen des Betons in Richtung
des Pfeil es a eine größere Kraft zur Auslenkung der Quetachrollen 5 bzw. 6 erforderlich
ist, welche von der Feder 74 zusammen mit dem Arbeitszylinder 70 aufgebracht wird.
Dreht dagegen der Rotor in entgegengesetztem Sinne, so lassen sich die Quetschrollen
5 bzw. 6 gegen die verhältnismäßig geringere Kraft der Federn 73 bzw. Arbeitszylinder
71 auslenken, wobei die unterschiedlichen Hebellängen noch hinsukommen.
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Pat entan sprüche