DE2614895B2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Betonpumpen-Rohrweiche, bei welcher ein Rohrende der Druckleitung einer Kolbenpumpe bei deren Pumpvorgang abwechselnd vor den Zylinderöffnungen geschwenkt wird. Das Schwenkrohr wird in der Regel im Vorfülltrichter der Betonpumpe oder in einem groß gehaltenen Sauggehäuse hin- und hergeschwenkt. Die Lagerung des Schwenkrohrs kann außerhalb oder innerhalb des Vorfüllbehälters sein. Um zu verhindern, daß die Rohrweiche während des Arbeitshubs des Förderkolbens von der Zylinderöffnung durch den Förderdruck weggedrückt bzw. abgehoben wird, sind entsprechende Gegenhalte oder Spannvorrichtungen bzw. Lagerungen vorgesehen.

In der Vergangenheit ist eine Vielzahl solcher Betonpumpen bekannt geworden. Dabei ist die Rohrweiche entweder S-förmig gestaltet und ihr Schwenklager auf der den Zylinderöffnungen gegenüberliegenden Seite des Vorfüllbehälters gelagert so beschrieben z. B. in DP 1285 319 - andererseits ist auch eine Pumpe bekannt, bei welcher das Druckrohr C-förmig ausgeführt ist. Dabei verläuft das Druckrohr beispielsweise oberhalb der zylinderseitigen Trichterwand in Richtung der Antriebszylinder nach hinten und ist auch dort gelagert - so beschrieben in DAS 2162406. Diese Rohrweiche hat an ihrem Ende, welches vor den Zylinderöffnungen hin- und herschwenkt, einen austauschbaren Verschleißring. Damit das Rohr durch den Förderdruck von den Zylinderöffnungen nicht weggedrückt wird, ist an seinem anderen, unteren Ende eine Abstützvorrichtung bzw. Abstützschiene angebracht, auf welcher das Rohr bei

ι» seinen Schwenkbewegungen hin- und hergleitet. Durch Veränderung des Abstandes zwischen dieser Gleitschiene oder dem dahinter befindlichen Querjoch und den Zylinderöffnungen kann hier der Verschleiß ausgeglichen und eine hinreichende Dichtwirkung erzielt werden.

Obwohl die Rohrweiche als beste und einfachste Lösung für die Gestaltung eines Betonschiebers seit Mitte der 30er Jahre bekannt ist, wurden erst ab etwa 1970 Konstruktionen bekannt, welche den Anforde-

2« rangen der Praxis genügten. Die wesentliche Schwierigkeit, welche zu überwinden war, ist die der Abdichtung unter hohem Druck bei gleichzeitig noch möglicher Verschiebbarkeit zum Zwecke der Umschaltung von einem Zylinder zum andern.

Bei den meisten Pumpen dieser Art wird durch die große Flächenwirkung des Drucks die L agerung des Schwenkrohrs mehr oder weniger elastisch verformt. Als Folge davon hebt das Rohrende von der Zylinderöffnung um einige Millimeter ab. Als Folge davon tritt

3« hier Zementschlempe aus mit der Folge einer sogenannten Kranzbildung. Unter hohem Druck oder bei zum Bluten neigendem Beton führt dies sehr schnell zu einer Verstopfung und Betriebsstörung. Diese Verformung mit ihren nachteiligen Folgen wird da-

durch begünstigt, daß die Rohrweichen im allgemeinen in großen Dimensionen gebaut werden müssen. Bei einem spezifischen Druck von 50-80 kp/cm² und dem in der Regel üblichen Durchmesser der Zylinderöffnung von 180-200 mm, ergeben sich dann so hohe Axialkräfte, weiche auch bei robuster Ausführung zu elastischen Dehnungen von oft mehreren Millimetern führen, mit der Folge, daß der Beton unter Druck im Spalt ausblutet und die öffnung auf die geschilderte Weise verstopft. Dazu kommt jedoch noch der Nachteil, daß bei Wegnahme des Drucks die Rohrweiche oft verklemmt ist, weil sich der so gebildete Spalt zwischen den Verschleißteilen mit Sand und ausgepreßter Zementschlempe gefüllt hat. Hierdurch wird manchmal der Schaltvorgang unmöglich gemacht. Wird dann

so eine große Kraft zum Durchschalten aufgewendet, dann entsteht entsprechend hoher Verschleiß.

Ein weitere Nachteil der bekannten Vorrichtungen ist es, daß bei vielen Konstruktionen der auftretende Verschleiß nicht mit geeigneten Nachstellvorrichtungen ausgeglichen werden kann. Wenn diese jedoch vorhanden sind, wird häufig falsch oder gar nicht nachgestellt. Dies hat zur Folge, daß in zunehmendem Maße Betriebsstörungen und noch höherer Verschleiß auftritt.

so Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtungen ist, daß die Schwenkrohre meistens als Reduzierrohr konisch ausgebildet sind. Dies hat u. a. den Vorzug, daß derjenige Durchmesser, an welchem das Schwenkrohr gelagert und in seiner Drehbewegung

fts gegen die dahinterliegende, feste Druckleitung abgedichtet wird, kleiner ausgeführt werden kann als die Zylinderöffnung. Letztere muß wegen der erforderlichen guten Saugfähigkeit für das steife Fördergut groß

gehalten sein. Die Drehlagerung und ihre Abdichtung muß zur Vermeidung von Bauaufwand und zur Verringerung der Kräfte und des Verschleißes klein gehalten sein. Deshalb tritt an dem demzufolge konisch gestalteten teuren Schwenkrohr erheblicher Verschleiß auf, der zu hohen Kosten führt. Wird das Schwenkrohr, um dem zu begegnen, mit großer Wandstärke ausgeführt, so ist es schwer und führt infolge der Massenkräfte beim schnellen Durchschalten zu heftige« Schlagen der Pumpe mit den entspre- κι chenden Geräuschen.

Aufgabe dieser Erfindung ist es

a) eine Vorrichtung zu schaffen, welche den Verschleiß automatisch ausgleicht,

b) welche trotz elastischen Nachgebens der Abstüt- is zung des Schwenkrohrs selbsttätig eine gute Dichtwirkung entwickelt, damit der Beton im Schieberspalt nicht ausgepreßt wird,

c) den durch die erforderliche Verjüngung im Schwenkrohr auftretenden Verschleiß möglichst auf ein leicht auswechselbares und preisgünstiges Teil zu konzentrieren mit der Folge, daß das dann möglichst zylindrisch auszubildende Schwenkrohr geringerer Wandstärke leicht, preisgünstiger und ruhiger laufend ausgebildet werden kann.

Bei dieser Erfindung wird nun vorgeschlag ri, daß zwischen dem Schwenkrohr 1 und dem auf seinem Ende zentrierten Verschleißring 7 ein Zwischenring 8 angeordnet ist, dessen Zentrierdurchmesser 12 größer ist als der Wirkdurchmesser 13 des Verschleißrings 7, mit welchem dieser gegen die Verschleißplatte 6 anliegt.

Der Zwischenring 8 kann mit dem Rohrende des Schwenkrohrs 1 fest verbunden sein. Wahlweise ist es denkbar, daß dieser Ring dort lose, mit hinreichender Axialführung und einem axialen Anschlag aufgesteckt ist.

Sobald der Kolben 4 im Zylinder 3 durch Vorwärtsbewegung Druck erzeugt, führt dieser Druck zu einer Anpressung des Verschleißringes 7 gegen die Verschleißplatte 6. Andererseits wird der Zwischenring 8 gegen das Rohrende 1 gedrückt. Letzteres erklärt sich dadurch, daß der Durchmesser 12 größer ist als der Zentrierdurchmesser 11.

Der Verschleißring 7 wird deshalb gegen die Verschleißbrille 6 dichtend durch den Betond.uck selbst angepreßt, weil der Zentrierdurchmesser 12 größer ist als der Wirkdurchmesser 13, mit welchem der Verschleißring 7 gegen die Verschleißplatte 6 anliegt. 5« Dieser Wirkdurchmesser 13 ist geringfügig größer als der Innendurchmesser 14 des Verschleißrings 7.

Wird nun durch hohen Betondruck das Maschinengestell der Betonpumpe so verformt, daß sich die Rohrweiche 1 geringfügig vom Zylinder 1 wegbewegt, so führt dies nicht zu einem Abheben des Verschleißringes 7 von der Platte 6, sondern dazu, daß der Zwischenring 8 geringfügig aus dem Verschleißring 7 austaucht. Der zwischen den beiden Ringen im Zentrierdurchmesser 12 verbleibende Ringspalt kann mi hierbei abgedichtet werden durch eine Dichtung 9 von beliebiger, bekannter Bauart, z. B. einem einfachen O-Ring.

Die Länge der zylindrischen Überlappung zwischen dem Verschleißring 7 und dem Zwischenring 8 im Zentrierdurchmesser 12 beträgt wenigstens 10 bis 15 mm, so daß keine Gefahr besteht, daß durch die elastische Entfernung des Schwenkrohres 1 vom Zylinder 3 der Zwischenring 8 aus dem Verschleißring 7 austaucht.

In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Zwischenring in Dtirchflußrichtung konisch verjüngt und das Schwenkrohr 1 nahezu mit konstantem oder nur leicht abnehmendem Durchmesser ausgeführt ist. Dies geschieht vorzugsweise so, daß er die gesamte Reduzierung zwischen dem Durchmesser 14 der Saugöffnung bzw Durchmesser 15 des Zylinders 3 und dem Durchmesser der abgehenden Druckleitung 2 übernimmt. Dies hat zur Folge, daß das Schwenkrohr 1 über seine gesamte Länge mit gleichem Durchmesser oder nur ganz leicht konisch gemacht zu werden braucht. Die Folge davon ist, daß dieses Rohr preisgünstig herstellbar und leicht ist. Die Folge ist auch ein ruhiger Lauf und geringes Schlagen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist die Tatsache, daß der gegenüber dem Gleitverschleiß an einem zylindrischen Rohr um Vielfaches höhere Reduzierungsverschleiß konzentriert wird auf den leicht auswechselbaren Zwischenring 8. Letzterer kann darüber hinaus auf seiner Innenseite mit Hartelektroden gepanzert werden, so daß dieser Verschleiß weiter herabgesetzt wird. Die im allgemeinen bestehende Befürchtung, daß hier durch die starke Verjüngung vermehrt Verstopfungen auftreten, ist unbegründet. Bei den an dieser Stelle noch vorhandenen, relativ großen Durchmessern von 150—200 mm läßt sich im allgemeinen Beton in der üblichen Körnung um max. 30-40 mm noch sehr leicht reduzieren. Diese von früher her befürchtete Verstopfungsneigung bei steilen Verjüngungen ist im übrigen hauptsächlich dadurch aufgetreten, daß vor diesen Verjüngungen unter dem hohen Betondruck Spalten entstanden sind, welche zu Auspressungen führten. Die dort entstandenen, harten Betonknollen konnten dann natürlich die Verjüngung nicht mehr passieren. Die Ursache lag also nicht in der Verjüngung selbst, sondern in der Tatsache, daß diese Stopfer in davorliegenden Zonen produziert wurden.

Bei dieser Ausführung der Rohrweiche dagegen und der oben geschilderten automatischen Dichtwirkung durch selbsttätige Anpressung des Verschleißringes 7 gegen die Verschleißplatte 6 werden deshalb in der Praxis solche Nachteile einer steilen Verjüngung im Zwischenring 8 nicht beobachtet.

Die Wirkung der erfindungsgemäßen Gestaltung der Verschleißringe unterscheidet sich auch grundsätzlich von jenen bekannten Ringen von ähnlichem Aussehen, bei welchen jedoch Verschleißring 7 im ganzen konisch ausgebildet war, wie wenn im gezeigten Beispiel die Ringe 7 und 8 eine Einheit wären. Diese konischen Ringe waren auf dem zylindrischen Ende des Schwenkrohrs 11 axial verschiebbar gelagert. Ganz natürlich wurden diese Verschleißringe unter Druck an das Ende der Rohrweiche 1 stark angepreßt und mit den geschilderten nachteiligen Wirkungen von der Verschleißplatte 6 unter Spaltbildung abgehoben.

Die Wirkung der erfindungsgemäßen Rohrweiche erweist sich dann, wenn mit einer so gestalteten Betonpumpe Wasser an Stelle von Beton gepumpt wird. Hierbei zeigt sich eine absolute Dichtwirkung, die jener eines Sitzventils entspricht.

Wird diese Rohrweiche bei Förderung von Beton gegen hohe Drücke eingesetzt, dann zeigen sich auf der Innenseite keine sogenannten Kranzbiidungen, weder am Ende der Rohrweiche 1 noch am 7.ylin-

derendc bzw. in der Bohrung der Verschleißplatte 6. Jene führen bekanntlich zu Verengung der Durchströmungsquerschnitte und haben Verstopfungen zur Folge.

Ein weiterer Vorzug der Erfindung ist es, daß sich der Verschleiß, welcher beim gegenseitigen Verschieben des Ringes 7 gegen die Verschleißplatte 6 beim Schaltvorgang der Rohrweiche entsteht, automatisch ausgleicht. Eine Verringerung des Abstandes zwischen Rohrweiche 1 und Zylinder 3 durch Nachstellen der Anschlage 9 und 10 - bei anderen Rohrweichen-Konstruktionen der entsprechenden Nachstell-Lagerung etc. - entfällt. Damit entfällt auch die Fehlbedienung. Die Maschine wird weitgehender wartungsfrei.

Das in der Abbildung gezeigte Beispiel zeigt die erfindungsgemäße Gestaltung am Beispiel einer C-förmigen Rohrweiche. Der im Zylinder 3 laufende Förderkolben 4 saugt zunächst den Beton durch die Rückwand 5 und die Verschleißplatte 6 des Vorfülltrichters an. Nachdem der Zylinder gefüllt ist, schwenkt die Rohrweiche, welche im Druckrohr 2 etwa oberhalb der Zylinder gelagert ist, mit Hilfe des Verschiebezylinders 17 und dem Hebel 18 vor die Zylinderöffnung. Das C-förmige Schwenkrohr 1 ist abgestützt durch das Querjoch 10 und die Fersenstütze 29. Daraufhin bewegt sich automatisch gesteuert der Förderkolben zum Druckhub vorwärts und befördert den Beton zur Druckleitung 2 während die übrigen Förderzylinder gleichzeitig ansaugen. Hier kann es sich um 1-, 2- oder mehrzylindrige Pumpen handeln. Während des Druckhubs wird auf die geschilderte Weise der Verschleißring 7 gegen die Verschleißplatte 6 gepreßt, während sich durch elastische Verformung des Maschinengestells und des Querjochs 10 der Zwischenring 8 leicht aus dem Verschleißring 7 im Zentrierdurchmesser 12 aushebt. Der dortige Umfangsspalt ist jedoch durch die Dichtung 9 leckfrei. Anstelle der gezeichneten O-Ring-Dichtung 9 kann auch eine Vierkant-, Nutring- oder Umfangsring-Dichtung angewendet werden. Auch ohne elastische Dichtung arbeitet die erfindungsgemäße Vorrichtung unter Beton recht zuverlässig, weil sich der Umfangsspalt am Zentrierdurchmesser 12 unter Druck nicht weitet.

Der Zwischenring 8 kann auf dem Schwenkrohr 1 entweder lose aufliegen, leicht festgeklemmt oder durch Schweißen etc. fest verbunden sein, ohne daß sich die geschilderte Wirkung ändert.

Die Größe des Zwischenrings 8 kann weitgehend zusammenschrumpfen oder entfallen, wenn die Durchmesser der Zylinder in die Nähe der Größe des Schwenkrohr* 1 reduziert werden, bcispielseise um höht Förderdrücke mit (!!hydraulischen Maschinen zu erzeugen. In Extremfällen ist sogar denkbar, daß das Schwenkrohr 1 im Durchmesser größer ist als der Förderzylinder (Fig. 2).

in Erfahrungsgemäß genügt es, den Zentrierdurchmesser 12 gegenüber dein Wirkdurchmesser 13 um wenige Millimeter größer zu machen, um die geschilderte Wirkung zu erzielen. Diese geringe Vergrößerung hat eine für die Dimensionierung der Maschine nur unwesentliche Vergrößerung der Axialkräfte in der Rohrweiche zur Folge. Eine dadurch erzeugte, höhere Axialdehnung durch elastische Verformung des Maschinengestells oder des Zuggestänges für das Querjoch 10 wird ohne weiteres durch Austauchen

2» des Zwischenrings 8 aus dem Verschleißring 7 im Zentrierdurchmesser 12 aufgenommen.

Selbstverständlich ist die Erfindung ebenso wie am C-förmigen Schwenkrohr auch an S-förmig und sonst gestalteten Rohrweichen mit dem gleichen Effekt zu verwenden.

Fig. 3 zeigt eine Anordnung in leicht veränderter Bauweise. Hier ist der Zwischenring 8 ganz über den dichtenden Verschleißring 7 gezogen und eine Dichtung 9 eingelegt. Deren radiale Vorspannung erbringt

M) nicht nur eine Dichtwirkung zwischen Verschleißring 7 und Zwischenring 8, sondern auch eine leichte Anpressung von Verschleißring 7 an Verschleißplatte 6. Diese Ausführung kann unter bestimmten Voraussetzungen Vorteile haben, insbesondere führt sie zu einfach gestalteten, billig herzustellenden Verschleißringen 7. Ihre Wirkung ist im Prinzip dieselbe wie bei Fig. 1.

Zur besseren Anpressung an die Verschleißplatte 6 kann der Verschleißring 7 außen eine Fase 16 aufweisen.

Der Dichtring kann auch hier im Querschnitt rund oder rechteckig sein bzw. eine sonst dem geschilderten Zweck dienende Querschnittsform aufweisen. Zudem ist denkbar, auf bekannte Weise in die elastische Dichtung metallische Spreizvorrichtungen einzulegen oder einzuvulkanisieren. So wird Dichtung 9 auch bei Saugbetrieb sicher in ihren Sitz bzw. ihren Rillen gehalten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Betonpumpen-Rohrweiche, bei welcher ein Rohrende der Druckleitung einer Kolbenpumpe bei deren Pumpvorgang abwechselnd vor den Zylinderöffnungen geschwenkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schweißrohr (1) und dem auf seinem Ende zentrierten Verschleißring (7) ein Zwischenring (8) angeordnet ist, dessen Zentrierdurchmesser (12) größer ist als der Wirkdurchmesser (13) des Verschleißrings (7), mit welchem letzterer gegen die Verschleißplatte (6) dichtend anliegt.

2. Betonpumpen-Rohrweiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenring (8) in Durchflußnchtung konisch verjüngt und das Schwenkrohr (1) nahezu mit konstantem oder nur leicht abnehmendem Durchmesser ausgeführt ist.

3. Betonpumpen-Rohrweiche nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenring (8) lösbar mit dem Schwenkrohr (1) verbunden ist.

4. Betonpumpen-Rohrweiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschleißring (7) mit einem zylindrischen Bund mit leichtem Radialspiel über den Zentrierdurchmesser des zylindrischen Endes des Zwischenrings (8) gesteckt und darauf axial verschiebbar gelagert ist.

5. Betonpumpen-Rohrweiche nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Dichtung des Umfangsspaltes (12) zwischen Verschleißring (7) und Zwischenring (8) eine Dichtung (9) eingelegt ist.

6. Betonpumpen-Röhrweiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschleißring (7) mit vorzugsweise quadratischem oder rechteckigem Querschnitt im Zentrierdurchmesser (12) des Zwischenrings (8) -eintaucht.