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"Pumpe zum Fördern von breiigen Massen, insbesondere Beton und Mörtel"
Die Erfindung betrifft eine Pumpe zum Fördern von breiigen Massen, insbesondere
Beton und Mörtel, bestehend aus Aufgabebehälter mit darin mündenden Förderzylindern
sowie Förderleitung, wobei ein im Aufgabebehälter als Rohrweiche arbeitendes Schweiikrohr
abwechselnd die Förderleitung mit den Förderzylindern verbindet. Derartige Pump
Bei einer bekannten Ausführungsform ( PS 1
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sind bekannt.
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319) besitzt das Schwenkrohr einen S-förmigen Längsquerschnitt und
erstreckt sich zwischen den gegenüberliegenden Wänden des Aufgabebehälters zwischen
Förderzylindern und Förderleitung. Auf der der Fördern leitung zugewandten Seite
ist das Schwenkrohr koaxial zur Förderleitung angeordnet und in der betreffenden
Wand des Aufgabebehälters gelagert. Es wird aber einen außen am Aufgabebehälter
angeordneten Antrieb geschwenkt, sodaß seine den
Förderzylindern
zugeordnete Mündung wechselweise die Förderzylinder überdeckt.
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Die bekannte Ausführungsform hat sich an sich bewährt, problematisch
ist jedoch die Abdichtung des Schwenkrohres an dessen Antriebsseite einerseits gegenüber
dem Aufgabebehälter und andererseits gegenüber der Förderleitung. Hier en-tstehen
konstruktive Schwierigkeiten, wenn das Austreten der breiigen Massen wirksam verhindert
werden soll. Bei abgewandelten Ausführungsformen hat man diese Probleme dadurch
zu umgehen versucht, daß man das S-förmige Schwenkrohr über den Spiegel der breiigen
Massen hinaus bzw. über den Aufgabebehälter hinaus geführt und dort gelagert sowie
an die Förderleitung angeschlossen hat. Da bei diesen abgewandelten Ausführungsformen
das Schwenkrohr senkrecht die Oberfläche der breiigen Masse durchstöBt und im Bereich
des Durchtritts durch die Oberfläche der breiigen Masse senkrecht zu seiner dortigen
Längsachse bewegt wird, entstehen mit Rücksicht auf die hohe Viskosität der zu fördernden
breiigen Massen beim Schwenken des Schwenkrohres Hohlräume in der breiigen Masse,
die nicht sofort wieder aufgefullt werden und die im Ergebnis dazu führen, daß von
den Förderzylindern Luft anstatt Betonbrei oder dgl. angesaugt wird. Hinzu kommt,
daß das Schwenlcrohr mit einem erheblichen Teil seiner Länge über beachtliche Wegstrecken
durch die breiige Masse hindurch bewegt werden muß, was erhebliche Antriebsleistungen
und schwere Konstruktionen erfordert.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine Pumpe der eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, mit der breiige
Massen blasenfrei gefördert werden können und die sich darüber hinaus durch leichte
Konstruktion auszeichnet.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß der im Aufgabebehälter
befindliche Teil des Schwenkrohres als Neunziggrad-Rohrkrümmer ausgebildet ist und
daß die Schwenkachse des Schwenkrohres im wesentlichen senkrecht zu der von den
Achsen der Förderzylinder gebildeten Ebene verläuft und mit der Achse des einen
Rohrschenkels zusammenfällt. Bei der beschriebenen Pumpe treten die eingangs beschriebenen
Nachteile nicht auf, denn der die Oberfläche der breiigen Masse im Aufgabebehälter
durchstoßende Schenkel des Schwenkrohres führt keine oszillierende, sondern lediglich
eine Drehbewegung aus. Hohlraumbildung im Bereich des Schwenkrohres und das damit
verbundene Ansaugen von Luft durch die Förderzylinder ist ausgeschlossen.
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Hinzu kommt, daß die erfindungsgemäße Pumpe erheblich weniger Leistung
für das Schwenken des Schwenkrohres benötigt, weil ein wesentlicher Teil der Länge
des Schwenkrohres lediglich eine Drehbewegung um seine eigene Achse ausführt und
diejenigen Teile des Schwenkrohres, die eine Translationsbewegung im Zuge der Schwenkbewegung
ausführen, verhältnismäßig kurz gehalten werden können. Der Anschluß und die Führung
der Förderleitung können bei der erfindungsgemäßen Pumpe beliebig sein, es ist lediglich
erforderlich, die Förderleitung an den aus dem Aufgabebehälter herausragenden
Schenkel
des Schwenkrohres anzuschließen. Dabei kann der konstruktive Aufwand bei der Anordnung
von Dichtungen gering bleiben, denn die an der Anschlußstelle zwischen Schwenkrohr
und Förderleitung austretende breiige Masse fällt unmittelbar in den Aufgabebehälter
zurück.
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Für die weitere Ausgestaltung der Erfindung bestehen mehrere Möglichkeiten.
Eine Ausführungsform, die sich durch gedrungene Konstruktion und hohe Betriebssicherheit
auszeichnet, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenkrohr an seinem Außenbogen
einen sich in Richtung der Schwenkachse erstreckenden Ansatz für den Anschluß eines
Lagerzapfens besitzt und daß im Boden des Aufgabebehälters ein Lager für den Lagerzapfen
angeordnet ist.
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An diesen Lagerzapfen kann unmittelbar der Antrieb für die Schwenkbewegung
des Schwenkrohres angeschlossen sein, so daß Oberseite und Wände des Aufgabebehälters
von derartigen Einrichtungen frei bleiben. Im übrigen hat diese Anordnung den Vorteil,
daß die auf das Schwenkrohr wirkenden Kräfte unmittelbar in den Bodenbereich des
Aufgabebehälters eingeleitet werden.
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Nach bevo1Szugter Ausführungsform soll das Lager aus einer Hülse bestehen,
die unterhalb ihres oberen Randes einen konzentrischen Kragen besitzt, an dem die
Dichtung angreift, wobei der zwischen Hülse und Kragen gebildete konzentrische Schlitz
als Abflußkanal ausgebildet ist.
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Diese Schlitze dienen der Ableitung von flüssigen Bestandteilen der
breiigen Massen, die infolge Undichtigkeit in den Bereich des Lagers gelangen und
verhindern, daß Lagerflächen oder Dichtungen von dieser Flüssigkeit beaufschlagt
werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Pumpe besteht darin, daß
der Ansatz sich bis zur Mündung des dem Boden des Aufgabebehälters zugekehrten Schenkels
des Schwenkrohres erstreckt und mit einer ebenen Fläche auf einer zugeordneten Auflagefläche
des Bodens aufliegt. Damit wird das Lager des Schwenkrohres entlastet und zugleich
das Schwenkrohr selbst in eindeutiger und definierter Weise geführt. Hinzu kommt,
daß der Ansatz mit dem den Förderzylindern zugeordneten Schenkel des Schwenkrohres
für eine ständige und gute Durchmischung der im Aufgabebehälter befindlichen Masse
sorgt. Diese gute Durchmischung wird noch gefördert, wenn vorzugsweise der Boden
des Aufgabebehälters konisch und nach den Seiten ansteigend verläuft, wobei zweckmäßigerweise
Förderzylinder und der zugeordnete Schenkel des Schwenkrohres unmittelbar über dem
Boden des Aufgabebehälters angeordnet sind. Dadurch werden tote Räume im Aufgabebehälter
auf ein Minimum reduziert und die vollständige Entleerung des Aufgabebehälters bis
auf nahezu unwesentliche Reste sichergestellt.
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Zusätzlich kann der Boden des Aufgabebehalters zumindest teilweise
als lösbarer Deckel ausgebildet und der Aufgabebehälter selbst um eine horizontale
Achse schwenkbar sein. Das erleichtert das vollständige Entleeren und Reinigen der
Pumpe und hat außerdem den Vorteil, daß alle funktionswesentlichen Teile der Pumpe
frei zugänglich sind.
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Mit Rücksicht auf die leichte Konstruktion und den gedrängten
Aufbau
der beschriebenen Pumpe ist besondere Sorgfalt erforderlich im Hinblick auf die
Gestaltung der einander zugeordneten Mündungen bzw. Mündungsflächen zwischen Schwenkrohr
einerseits und Förderzylinder andererseits. Hier empfiehlt sich eine Ausführungsform,
bei der die Führungsfläche für die den Förderzylindern zugewandte Mündung des Schwenkrohres
kugelig ausgebildet ist, wobei der Mittelpunkt der Kugel auf der Schwenkachse liegt.
Anders ausgedrückt, soll die Führungsfläche, auf der sich die Mündung des Schwenkrohres
bewegt, Teil der Oberfläche eines Kugelabschnittes sein, wobei der Mittelpunkt des
trünnungsradius auf der Schwenkachse des Schwenkrohres angeordnet ist. Das hat den
Vorteil, daß die Mündung des Schwenk.-rohres in einer ebenen Fläche liegen kann,
wobei nichtsdestoweniger die Begrenzungskanten der Mündung immer die Führungsfläche
berühren und deswegen die Abdichtungsprobleme sich einfach lösen lassen bzw. Verschleißringe,
die auf den Mündungen von Schwenkrohr und Förderzylindern angebracht werden müssen,
als ebene Ringe ausgebildet sein können. Ordnet man den Mittelpunkt der Kugel bzw.
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den Krümmungsmittelpunkt des Kugelabschnittes im Bereich des Lagers
an, dann ergeben sich darüber hinaus besonders günstige Belastungsverhältnisse,
weil die Resultierende der auf das Schwenkrohr wirkenden Kräfte auf das Lager gerichtet
ist und folglich das Lager lediglich für diese Kräfte, nicht aber für zusätzliche
Momente ausgelegt sein muß.
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Um den Aufwand für die Herstellung und Anordnung der kugeligen Führungsfläche
mögl.ichst gering zu halten,
empfiehlt es sich, an die Mündungen
der Förderzylinder ein brillenartiges Zwischenstück mit den Förderzylindern zugeordneten
Öffnungen anzuschließen, dessen dem Schwenkrohr zugewandte Seite als kugelige Fuhrungsfläche
ausgebildet ist. Dieses Zwischenstück kann unabhängig von den anderen Teilen der
Pumpe bearbeitet werden, es läßt sich auch austauschen, wenn das erforderlich ist.
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Im übrigen sollen die Öffnungen des Zwischenstückes und die Mündung
des Schwenkrohres mit auswechselbaren Verschleißringen versehen sein. Diese Verschleißringe
können, wie bereits erwähnt, als ebene Ringe ausgebildet sein, die lediglich mit
ihren Verschleißflächen der Oberfläche der Führungsfläche angepaßt sind. Sie können
zur Sicherung gegen Verdrehen am Umfang angeordnete Nocken besitzen, während an
den Öffnungen diesen Nocken zugeordnete Ausnehmungen vorgesehen sind. Da die Ringe
eben sind und während des Betriebs der Pumpe hauptsächlich in der horizontalen Mittelebene
des Schwenkrohres verschleißen, brauchen sie beim Auftreten von Verschleißerscheinungen
nicht vollständig ausgewechselt zu werden, sondern können zunächst um einen bestimmten
Winkel nach Maßgabe der vorhandenen Nocken und Ausnehmungen gedreht werden, also
mehrfach verwendet werden.
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Zur mechanischen Ein- und Nachstellung des Verschleißspiels zwischen
den Verschleißringen kann das Zwischenstück auf Stehlbolzen befestigt sein, die
an im Bereich der Mündung auf dem Förderzylinder angeordneten Flanschen befestigt
sind. Das Nachstellen kann Ln Zuge der Reinigung der Pumpe jederzeit erfolgen. Es
besteht aber auch die
Möglichkeit, die Anordnung so zu treffen,
daß die verschleißenden Teile sich selbsttätig nachstellen. Dazu kann das Zwischenstück
frei beweglich auf den Förderzylindern gelagert werden. Werden darüber hinaus die
Öffnungen des Zwischenstückes so ausgebildet, daß ihr Durchmesser in Richtung auf
das Schwenkrohr konisch reduziert ist, dann wirken beim Betrieb der Pumpe auf das
Zwischenstück hydrostatische Kräfte ein, die einen hinreichenden Anpreßdruck der
Verschleißringe gewährleisten.
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Die mit der Erfindung erreichten Vorteile sind zusammengefaßt darin
zu sehen, daß die beschriebene Pumpe sehr leicht und gedrängt gebaut werden kann,
wobei insbesondere auch verhältnismäßig wenig Antriebsleistung benötigt wird, weil
das Schwenkrohr zwischen Förderleitung und Förderzyl.indern nur auf einem geringen
Teil seiner Länge translatorisch durch die breiige Masse bewegt wird, während es
im übrigen relativ zu der breiigen Masse lediglich eine Drehbewegung ausführt. Hinzu
kommt, daß bei der beschriebenen Pumpe alle wesentlichen Verbindungsstellen und
Dichtungen innerhalb des Aufgabebehälters angeordnet sind, so daß Verluste beim'
Fördern der breiigen Masse nicht zu befürchten sind.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigen: Fig. 1 die Aufsicht
auf eine Pumpe zum Fördern von breiigen Massen, Fig. 2 einen Schnitt in Richtung
A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt in Richtung
B-B durch den Gegenstand nach Fig. 2, Fig 4 eine Ansicht in Richtung des Pfeils
C des Gegenstandes nach Fig. 2, Fig. 5 ein Detail des Gegenstandes nach Fig. 2.
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Die in den Figuren dargestellte Pumpe dient zum Fördern von breiigen
Massen, insbesondere zum Fördern von Beton und Mörtel. Sie besteht in ihrem grundsätzlichen
Aufbau aus einem Aufgabebehälter 1 für die Aufnahme des Betons bzw. Mörtels. An
den Aufgabebehälter sind zwei Förderzylinder 2, 3 angeschlossen, in denen sich Kolben
wechselweise bewegen. Der Beton wird von den Förderzylindern 2, 3 über ein Schwenkrohr
4 in die Förderleitung 5 gedrückt, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel aus
und über dem Aufgabebehälter 1 in Richtung der Förderzylinder 2, 3 geführt ist.
Der Aufgabebehälter 1 besitzt, wie insbesondere aus den Fig. 3 und 4 zu entnehmen
ist, einen trichterförmigen Querschnitt. Im Aufgabebehälter 1 ist zwischen den Seitenwänden
6 eine durch einen Getriebemotor 7 angetriebene Welle 8 angeordnet, auf der Schaufeln
9 sitzen, mit denen der im Aufgabebehälter 1 befindliche Beton gerührt, gemischt
und in den Bereich der Förderzylinder 2, 3 gedrückt wird.
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Das Schwenkrohr 4 besteht aus einem Neunziggrad-Rohrkrümmer, an dessen
Außenbogen 10 ein Ansatz 11 angeschlossen ist, der zylindrischen Querschnitt besitzt
und, wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich ist, sich gegen einen zylindrischen
Wandungsteil 12 des Aufgabebehälters 1 abstützt. Zusätzlich ist an den Ansatz 11
ein Lagerzapfen
13 angeschlossen, der im Boden 14 des Aufgabebehälters
gelagert ist.
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Wie insbesondere aus Fig. 5 ersichtlich, ist der Lagerzapfen 13 mittels
Schrauben 15 und Spannhülsen 15a an den Ansatz 11 angeschlossen und in einer Hülse
16 mit Gleitringen 17 geführt. Der Ansatz 11 ist gegenüber dem Boden 14 des Aufgabebehälters
1 durch einen Dichtungsring 18 abgedichtet. Um zu verhindern, daß Flüssigkeit in
den Bereich der Gleitflächen zwischen Lagerzapfen 13 und Gleitringen 17 gelangt,
ist unterhalb des Ansatzes 11 ein ringförmiger Schlitz 19 vorgesehen, der zwischen
einem zur Hülse 16 konzentrischen Kragen 20 und der Hülse 16 gebildet wird. In diesem
Schlitz 19 wird die bei Undichtigkeiten austretende Flüssigkeit aufgefangen und
abgeführt, ohne daß sie die Gleitflächen berühren kann. Der Kragen 20 ist außenseitig
mittels einer Dichtung 21 gegenüber dem Boden 14 des Aufgabebehälters 1 abgedichtet.
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An das freie Ende 22 des Lagerzapfens 13 ist ein Hebel 23 angeschlossen,
der'in den Fig. 2 und 5 um 900 versetzt gezeichnet worden ist, an dem der Antrieb
für die Schwenkbewegung des Schwenkrohres 4 angreift. Wie insbesondere aus der Fig.
3 ersichtlich, fällt die Schwenkachse 24 des SchwenIohres 4 mit der Achse des Lagerzapfens
13 und mit der Achse des senkrechten Schenkels 25 des Schwenkrohres t4 zusammen.
Infolgedessen kann die Förderleitung 5 mit einer einfachen Drehdichtung 26 an den
Schenkel 25 angeschlossen sein.
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Besondere dichtungstechnische Maßnahmen erübrigen sich, weil die Drehdichtung
26 sich im Aufgabebehälter 1 befindet, so daß etwa austretendes Material unmittelbar
wieder in den Aufgabebehälter 1 zurückfällt.
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Aus der Fig. 3 entnimmt man, daß der Ansatz 11 des Schwenkrohres 4
sich bis zur Mündung 27 des dem Boden 14 des Aufgabebehälters 1 zugekehrten Schenkels
28 des Schwenkrohres 4 erstreckt und eine ebene Flache 29 besitzt, die auf einer
zugeordneten Auflagefläche 30 des Bodens 14 aufliegt. Wie man aus Fig. 4 entnimmt,
ist diese Auflagefläche 30 ebenso wie Boden 14 Teil eines Trägers 31, der bei 32
an ein Fahrzeug oder dgl. angelenkt ist und an den Förderzylindern 2, 3 bei 33 befestigt
ist. Dieser Träger 31 mit der Auflagefläche 30 ist vom Aufg,abebehälter 1 lösbar,
so daß der Aufgabebehälter 1 um am Fahrzeug oder dgl. angebrachte Gelenke 34 geschwenkt
und von den Förderzylindern 2, 3 bzw. dem Schwenkrohr 4 zu Reinigungs- bzw. Wartungszwecken
abgehoben werden kann (vergl. Fig. 4).
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Um ein weitgehendes Entleeren des Aufgabebehälters 1 zu ermöglichen,
ist der Boden 48 des Aufgabebehälters 1 zur Auflagefläche 30 hin konisch ausgebildet,
wie das insbesondere in Fig. 2 dargestellt ist. Da die breiigen Massen aufgrund
der konischen Ausbildung des Bodens 48 immer in den Bereich der Förderzylinder 2,
3 fließen, werden Toträume im Aufgabebehälter 1 vermieden.
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Die Mündung 27 des Schenkels 28 des Schwenkrohres 4 bzw.
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die Begrenzungskanten eines auf ihr angebrachten Verschleißringes
41 bewegen sich auf einer kugeligen Führungsfläche 35. Diese Führungsfläche 35 wird
gebildet
von der dem Schwenkrohr 4 zugewandten Seite eines brillenartigen
Zwischenstückes 36 mit zwei dem Schwenkrohr 4 zugewandten Mündungen 49, 50. Der
Mittelpunkt dieser kugeligen Führungsfläche befindet sich auf der Schwenkachse 24
im Bereich des Ansatzes 11, wie das durch den Pfeil 39 in Fig. 3 angedeutet ist.
Da die Durchdringungskurven einer kugeligen Fläche mit einem Zylinder einfache Kreise
darstellen, können die Mündungen 27, 49, 50 von Schwenkrohr 4 und Zwischenstück
36 eben ausgebildet sein, so das auch als Verschleißteile einfache Verschleißringe
40, 41 eingesetzt werden können.
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Das Zwischenstück 36 besitzt den Förderzylindern 2, 3 zugeordnete
Öffnungen 42, 43 mit dem Schwenkrohr 4 zugewandten Mündungen 49, 50, die von den-Verschleißringen
40 begrenzt sind. Die Verschleißriage 40, 41 besitzen, was im einzelnen nicht dargestellt
ist, Nocken, mit denen sie in zugeordnete Ausnehmungen in den Öffnungen 42, 43 bzw.
an der Mündung 27 des Schwenkrohres 4 eingreifen und durch die sie gegen Verdrehung
gesichert sind. Da es sich um ebene Verschleißringe 40, 41 handelt und der Verschleiß
nur an denjenigen Seilen auftritt, die in der horizontalen Mittelebene der Mündung
27 des Schwenkrohres 4 liegen, brauchen die Verschleißringe 40, 41 bei Auftreten
von Verschleiß nicht ausgewechselt zu werden, sondern sie können gedreht werden,
so daß alle Teile der Verschleißringe 40, 41 nach und nach dem Verschleiß ausgesetzt
werden.
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Bei der in den Piguren dargestellten Ausführungsform erfolgt das Nachstellen
des Verschleißspiels zwischen
den Verschleißringen 40, 41 selbsttätig.
Dazu ist das Zwischenstück 36 in Längsrichtung der Förderzylinder 2, 3 frei auf
diesen beweglich gelagert und durch Dichtungen 46 gegen den Aufgabebehälter 1 und
Dichtung 44 gegen die Förderzylinder 2, 3 abgedichtet. Die erforderlichen Anpreßkräfte
für die Verschleißringe 40, 41 werden dadurch aufgebracht, daß der Durchmesser der
Öffnungen 42, 43 in Richtung auf das Schwenkrohr 4 konisch reduziert ist, wodurch
beim Arbeitshub des jeweiligen Förderzylinders 2, 3 an den konischen Wandungen 45
mechanische und hydrostatische Kräfte angreifen, die das Zwischenstück 36 gegen
das Schwenkrohr 4 drücken.
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w Patentansprüche