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Folgesteuerung für den druckmittelbetätigten Antrieb einer Kolbenpumpe
zum Fordern von Beton Die Erfindung betrifft eine Folgesteuerung für den druckmittelbetätigten
Antrieb einer Kolbenpumpe zum Fördern von Beton, mit mindestens einem durch ein
druckmittel-betätigtes Umsteuerventil gesteuerten Äntriebszylinder für den Pumpkolben
der Kolbenpumpe und einem durch ein weiteres druckmittel-betätigtes Umsteuerventil
gesteuerten Verschiebezylinder fur einen zum Öffnen und Schließen der Ansaug- und
iusdrucköffnung der Kolbenpumpe dienenden Verteilersohieber, wobei das dem Antriebs
zylinder zugeordnete Umsteuerventil durch die Bewegungen des Kolbens des Yerscbiebezylindera
und das dem Verschiebesylinder zugeordnete Umsteuerventil durch
die Bewegungen des Kolbens des Antriebszylinders abhängig gesteuert sind.
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Nach dem Stande der Technik (D-AS 1 678 445) ist eine wegabhängige
Folgesteuerung für die Antriebszylinder und den Verschiebezylinder einer Betonpumpe
bekannt, bei der die B-schaltung
der die Antriebszylinder und den
Verschiebezylinder umsteuernden Umsteuerventile durch mechanische Schalter erfolgt,
die am Ende des Ausfahrweges der zugehörigen Kolbenstangen angeordnet sind. Derartige
mechaninche Schalter hnbon den Nachteil, daß sie verhaltnismäßig schnell veroehlwißen
und wegen des Einsatzes der Betonpume auf Baustellen der Verschmutzung oder Verkrustung
durch Beton ausgesetzt sind. Um diesen Nachteil zu vermeiden, sind Folgesteuerungen
der eingangs genannten Art mit hydraulischer Umsteuerung der Umsteuerventile bekannt
geworden. Bei dieser hydraulischen IJmsteuerung erfolgt die wegabhängige Druckmittelboaufschlagung
der Umsteuerventile durch auf den Kolbenstangen der Antriebszylinder bzw. des Verschiebezylinders
angeordnete Steuernuten, die das die Umsteuerventile betätigende Druckmedium steuern.
Diese ailf den Kolbenstangen befindlichen Steuernuten wirken mit Steuerbohrungen
zusammen, die mit den Steueranschlüssen der druckmittelbetätigten Umsteuerventile
in Verbindung stehen und sich in den Führungsstücken der Eolbenstange befinden,
in denen die Kolben gleitend gefiihrt sind.
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Die Anordnung der Steuernuten auf den KolbenstanRen und der Steuerbohrungen
in den Führungsstücken bewirkt einen erhöhten Verschleiß an den in den Führungsstücken
befindlichen Dichtungen. Hierdurch ergibt sich eine erhöhte Störanfälligkeit, die
sich nachteilig sowohl auf die Dichtungen als auch auf die Yunktionsfähigkeit der
Folgesteuerung auswirkt. Aus diesem Grunde müssen bei den bekannten Betonpumpen
die Führungsstücke verhältnismäßig oft ausgewechselt werden, was jeweils einen erheblichen
Montageaufwand erfordert.
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Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die bekannte hydraulische Folgesteuerung
der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß der erhöhte Verschleiß
im Bereich der Zylinderdeckel vermieden wird. Außerdem soll die Funktionsfähigkeit
der Folgesteuerung verbessert und deren Instandhaltung erleichtert werden.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Folgesteuerung für den .druckmittelbetätigten
Antrieb einer Kolbenpumpe zum Fördern von Beton, mit mindestens einem durch eindtruckmittel-betätigtes
Umsteuerventil gesteuerten Antriebszylinder für den 2 tJkolben der Kolbenpumpe und
einem durch ein weiteres druckmittelbetätigtes Umsteuerventil gesteuerten Verschiebezylinder
für einen zum Öffnen und Schließen der Ansaug- und Ausdrücköffnung der Kolbenpumpe
dienenden Verteilerschieber, wobei das dem Antriebssylinder zugeordnete Umsteuerventil
durch die Bewegungen des Kolbens des Verschiebezylinders und das dem Verschiebezylinder
zugeordnete Umsteuerventil durch die Bewegungen des Kolbens des Antriebs zylinders
wegabhängig gesteuert sind und wobei sich diese Folgesteuerung dadurch kennzeichnet,
daß in den Zylinderwandungen des Antriebszylinders und des Verschiebezylinders im
Bereich von deren Enden Steuerbohrungen vorgesehen sind, die von den Kolben bei
Erreichen der Endlage überfahren werden und unter Zwischenschaltung von Differenzdruck-Schaltventilen
mit den Umsteueranschlüssen der druckmittelbetätigten Steuerventile in Verbindung
stehen.
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Dadurch, daß bei der Folgesteuerung gemäß der Erfindung der zur Druckmittelbeaufschlagung
der Umsteuerventile dienende
Steuermechanismus aus dem Bereich des
Zylinderdeckels und der Kolbens tangen herausgenommen ist, tritt in diesem Bereich
kein überinäßiger Verschleiß mehr auf. Die Steuerbohrungen, deren Druckmittelbeaufschlagung
durch die sie Eberfahrenden Kolben gesteuert wird, verursachen an den Kolben keinen
nennenswerten zusätzlichen Verschleiß. Die sich an die Steuerbohrungen anschließenden
Differenzdruck-Schal tventile können in besonders vorteilhafter Weise Jeweils außen
an dem Zylindermantel befestigt werden und können deshalb erforderlichenfalls völlig
problemlos ausgewechselt werden.
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Gemäß einer bevoriugten Ausftihrungsform der Folgesteuerung ist vorgesehen,
daß Jedes Differenzdruck-Schaltventil einen Verschlußkolben aufweist, der im ffaungsinne
durch den in der Steuerbohrung anstehenden Druckmitteldruck und im Schließe inne
durch eine Weder und zusätzlich durch den am Ende des Zylinderinnenraumes anstehenden
Druckmitteldruck beaufschlagt ist. Derartige Differenzdruck-Schaltventile arbeiten
völlig problemlos und gewährleisten auch bei unterschiedlichen Betriebsdrücken im
zur Verfügung stehenden Druckmittel eine einwandfreie Funktion.
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Für den Fall, daß die Folgesteuerung zur Steuerung des Antriebes einer
Zweizylinder-Kolbenpumpe it Je einem Antriebszylinder für jeden Pumpkolben dienen
soll, ist weiterhin vorgesehen, daß die die volle Kolbenfläche beaufschlagenden
Druckmittelräume der beiden Antriebs zylinder kommunizierend in Verbindung atehen,
wobei nur einer der
beiden Antriebszylinder im Bereich seiner Enden
mit Steuerbohrungen versehen ist.
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Infolge der Anordnung von zwei Umsteuervorrichtungen an nur einem
Antriebszylinder braucht in besonders vorteilhafter Weise nur dieser Antriebs zylinder
der Betonpumpe fdr eventuelle Reparaturen gut zugänglich angeordnet zu werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der
Zeichnung näher erläutert, in der die Polgesteuerung schematisch veranschaulicht
ist.
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In der Zeichnung sind die Antriebszylinder der Betonpuepe mit den3ezugszeichen
1 und 2 bezeichnet. In den Antriebszylinde sind längs verschiebbar Kolben 3 rund
4 angeordnet, die über Kolbenstangen 5 und 6 mit den in der Zeichnung nicht dargestellten
Pumpkolben der Kolbenpumpe in Verbindung stehen.
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Die nicht dargestellte Kolbenpumpe weist in bekannter Weise einen
ebenfalls nicht dargestellten Verteilerschieber auf, der zum abwechselnden Öffnen
und Schließen der Ansaug- und Ausdrücköffnungen der Kolbenpumpe dient und von einem
Verschiebezylinder 7 über dessen Kolben 8 und Kolbenstange 9 hin- und hergeschoben
wird.
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Zur Druckmittelversorgung der Antriebszylinder 1 und 2 sowie des Verschiebezylinders
7 dient eine Druckaittelpuipe 10, die das Druckmittel aus einem Tank ii ansaugt
und in eine Druckleitung 12 drückt. Dem Tank 11 fließt das Druckmittel über eine
Rückflußleitung 13 zu. In die Rückflußleitung 13 ist ein Filter 14 eingeschaltet,
das im Druckmittel enthaltene Verunreinigungen zurückhält.
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An die Druckmittel 12-und die Bückflußleitung 13 sind zwei Umsteuerventile
14 und 15 angeschlossen, die parallel geschaltet sind und von denen das erste den
Druckmittelzufluß und Druckmittelabfluß der Antriebs zylinder 1 und 2 und das zweite
den Druckmittelzufluß und den Druckmittelabfluß des Verschiebezylinders T steuert.
Die Umsteuerung der Umsteuerventile 14 und 15 erfolgt durch Druckmittel. Zu diesem
Zweck weisen das Umsteuerventil 14 zwei Umsteueranschlüsse 14a und 14b und das Umsteuerventil
15 zwei Umsteueranschlüsse 15a und 15b auf, Die Ringräume der Antriebs zylinder
1 und 2 sind über Druckmittelleitungen 16 und 17 an das Umschaltventil 14 angeschlossen
und können von diesem Je nach Schaltstellung mit der Druckleitung 12 oder der ILticklaufleitung
13 verbunden werden. Die die volle Kolbenfläche beaufschlagenden Druckmittelräuie
der Antriebszylinder 1 und 2 sind über eine Druckmittelleitung 18 kommunizierend
verbunden.
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Beim Verschiebezylinder 7 sind der Ringraum über eine Druckmittelleitung
19 und der die volle Kolbenfläche beaufschlagende Druckraum über eine Druckmittelleitung
20 an das Umsteuerventil 15 angeschlossen und können von diesem Je nach Schaltstellung
mit der Druckleitung 12 oder der Bücklaufleitung 13 verbunden werden.
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In der Zylinderwandung des Antriebs zylinders 1 sind ii Bereioh von
dessen Enden Steuerbohrungen 1a und lb vorgesehen, die vom Kolben 3 bei Erreichen
der Endlagen überfahren werden An die Steuerbohrungen la bzw. 1b schließt sich jeweils
ein
Differenzdruck-Schaltventil 20a bzwo 20b an, das in die Zylinderwandung
eingeschraubt ist. Diese I)ifferenzdruck-Schaltventile 20a bzw. 20b enthalten Jeweils
einen die Steuerbohrung la bzw. ib abschließenden Verschlußkörper 21a bzw. 21b,
der im Schließsinne durch eine Feder 22a bzw. 22b und über eine Druckmittelleitung
23a bzw. 23b durch den an den sonden des Innenraumes des Antriebszylinders 1 herrschenden
Druck beaufschlagt ist. An die Differenzdruck-Schaltventile 20a bzw.
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20b schließen sich Steuerleitungen 24a bzw. 24b an, die mit den Umsteueransohlüssen
15a bzw. 15b des dem Verschiebezylinder 7 zugeordneten Umsteuerventiles 15 in Verbindung
stehen.
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Ähnlich wie beim Antriebszylinder 1 sind auch im Verschiebezylinder
7 im Bereich von dessen Enden Steuerbohrungen 7a und 7b vorgesehen, die vom Kolben
8 bei Erreichen der Endlagen überfahren werden. An die Steuerbohrungen 7a und 7b
schließt sich Jeweils ein Differenzdruck-Schaltventil 25a bzw. 25b an, das in die
Zylinderwandung eingeschraubt ist. Diese Differenzdruck-Schaltventile 25a bzw. 25b
enthalten Jeweils einen die Steuerbohrung 7a bzw. 7b abschließenden Verschlußkörper
26a bzw. 26b, der im Schließsinne durch eine Feder 27a bzw. 27b und über eine Druckmittelleitung
28a bzw. 28b durch den am zugehörigen Ende des Innenraumes des Verschiebezylinders
7 herrschenden Druck beaufschlagt ist. An die Differenzdruck-Schaltventile 25a bzw.
25b schließen sich Steuerleitungen 29a bzw. 29b an, die mit den Umsteueranschlüssen
14a bzw. 14b des den Antriebs zylindern 1 und 2 zugeordneten Umeteuerventiles 14
in Verbindung stehen.
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Um gegebenenfalls liberflüssiges Steuerdruckmittel aus den Steuerleitungen
24a bzw. 24b oder aus den Steuerleitungen 29a bzw. 29b abfließen lassen zu können,
stehen die Steuerleitungen 24a und 24b über Rüoksohlagventile 30a bzw. 30b mit den
Druckmittelleitungen 17 bzw und die Steuerleitungen 29a bzw. 29b über Rückschlagventile
31a bzw. 31b mit den Drucklittelleitungen 20 bzw. 19 in Verbindung. Die schlagventile
30a, 30b, 31a und 31b sind Jeweils so angeordnet, daß lediglich Druckmittel aus
den Steuerleitungen abfließen kann. Eine Druckbeaufschlagung der Steuerleitungen
von den Druckmittelleitungen her ist also ausgeschlossen.
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Der Antriebs zylinder 2 ist in den Bereichen seiner Enden mit Jeweils
zwei Bohrungen versehen, die in der Zylinderwandung vor und hinter der åeveiligen
Endlage des Kolbens 4 angeordnet sind und unter Zwischenschaltung von Rilcksohlagventilen
32 verbunden sind. Diese Rückschlagventile 32 überbrücken den in seiner Endlage
befindlichen Kolben 4 derart, daß Druckmittel am Kolben 4 vorbei zum jeweiligen
Zylinderende gelangen kann.
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Die in der Zeichnung dargestellte Folgesteuerung arbeitet wie folgt:
Bei der in der Zeichnung dargestellten Stellung der Ventile gelangt Druckmittel
von der Pumpe 10 über die Iruckleitung 12, das Umsteuerventil 14 und die Druokmittelleitung
16 in den Ringraum des Antriebszylinders 2. Hierdurch wird der Kolben 4 des Antriebszylinders
2 nach links verschoben. Das hierbei aus dem Antriebszylinder 2 verdrängte Druckmittel
gelangt über die Druckmittelleitung18 in den Antriebszylinder 1 und
verschiebt
dessen Kolben 3 nach rechts. Sollte der Kolben 4 des Antriebszylinders 2 bereits
seine linke Endstellung erreichen, bevor der Kolben 3 seine rechte Endstellung erreicht
hat, so fließt der Druckmittelleitung 18 über das den Kolben 4 überbrückende Rückschlagventil
32 weiterhin Druckmittel zu.
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Bei Erreichen der rechten Endstellung überfährt der Kolben 3 die Steuerbohrung
1a im Antriebszylinder 1. Das die Steuerbohrung 1a nunmehr beaufschlagende Druckmittel
hebt den Schließkörper 21a des Differenzdruck-Schaltventiles 20a von seinem Sitz
ab, so daß die Steuerleitung 24a beaufschlagt wird. Das Abheben des Schließkörpers
21a von seinem Sitz erfolgt, weil die vom Druckmittel auf ihn ausgeübte Kraft größer
ist als die Summe der Kräfte, die von der Feder 22a und von dem in der Druckmittelleitung
23a herrschenden Druckmitteldruck ausgeübt werden.
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Der in der Steuerleitung 24a anstehende Steuerimpuls beaufschlagt
den Umsteueranschluß 15a des Umsteuerventiles 15 derart, daß die Druckmittelleitung
20 mit der Druckleitung t2 und die Druckmittelleitung 19 mit der Rücklaufleitung
13 verbunden werden. Hierdurch verschiebt sich der Kolben 8 des Verschiebezylinders
7 nach unten bis er die Steuerbohrung ?a überfährt. Der nunmehr an der Steuerbohrung
7a anstehende Drucinitteldruck hebt den Schließkörper 26a des Differenzdruck-Schaltventlles
25a von seinem Sitz ab, so daß die Steuerleitung 29a beaufschlagt wird. Auch hier
ist die vol in der Steuerbohrung 7a anstehenden Druckmittel auf den Schließkörper
26a ausgeübte Kraft größer als die Sunde der Kräfte, die von der Feder 27a und vom
in der Leitung 28a
anstehenden Druckmittel auf den Schließkörper
26a ausgeübt werden.
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Der nunmehr in der Steuerleitung 29a anstehende Steuerimpuls beaufschlagt
den Umsteueranschluß 14a des Umsteuerventiles 14 derart, daß die Druckmittelleitung
17 mit der Druckleitung 12 und die Druckmittelleitung 16 mit der Rücklaufleitung
13 verbunden werden. Hierdurch verschiebt sich der Kolben 3 des Antriebszylinders
1 von rechts nach links, wobei das hierbei aus dem Antriebs zylinder 1 verdrängte
Druckmittel über die Leitung 18 dem Antriebs zylinder 2 zugeführt wird, dessen Kolben
4 sich nunmehr von linka nach rechts verschiebt. Sobald der Kolben 3 des Antriebszylinders
1 die Steuerbohrung Ib überfahren hat, hebt der Schließkörper 21b des Differensdruck-Schaltventiles
20b von seinem Sitz ab, 80 daß die Steuerleitung 24b mit einem Steuerimpuls beaufschlagt
wird. Ebenso wie bei den Umsteuerventilen 20a und 25a beschrieben, erfolgt auch
hier das Abheben des Schließkörpers 21b gegen die Kräfte der Weder 22b und des in
der Leitung 23b anstehenden Druckmitteidruckes.
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Der nunmehr in der Leitung 24b anstehende Steuerimpuls beaufsohlagt
den Umsteueranschluß 15b des Umsteuerventiles 15 derart, daß die Druckmittelleitung
19 mit der Druckleitung 12 und die Druclrmittelleitung 20 mit der Rücklaufleitung
13 verbunden werden. Hierdurch wird der Kolben 8 des Verschiebezylinders 7 wieder
nach oben verschoben, bis er die Steuerbohrung 7b im Verschiebezylinder 7 überfährt.
Das an die Steuerbohrung 7b angeschlossene Differenedruck-Schaltventil 25b wird
hierdurch derart betätigt, daß in der Steuerleitung
29b ein Steuerimpuls
entsteht. Dieser Steuerimpuls wirkt auf den Umsteueranschluß 14b des Umsteuerventiles
14 derart ein, daß die Druckmittelleitung 16 mit der Druckleitung 12 und die Druckmittelleitung
17 mit der Rücklaufleitung 13 verbunden werden und ein neuer Arbeitszyklus beginnt.