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Vorrichtung zur mechanischen Fuhrung einer Spritzdüse,
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insbesondere für das Auftragen von Spritzbeton Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zur mechanischen bE rung einer Spritzdüse, insbesondere für das
Auftragen von Spritzbeton, mit einem-schwenkbar in einer ortsbeweglichen Rahmenkonstruktion
angebrachten Ausleger, der mit seinem die Spritzdüse tragenden, freien Ende mittels
entsprechender, von der Rahmenkonstruktion aus betätigbarer Antriebe in die gewünschten
Arbeitsstellungen bewegbar ist.
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Neben einer Vielzahl anderer Anwendungsgebiete gewinnt das Betonspritzen
beim Ausbau von Tunnelstrecken ständig an Bedeutung. Eine noch weitverbreitete Arbeitsweise
beim Betonspritzen besteht darin, daß der Schlauch mit der Düse während des Spritzauftrages
von Hand gehalten wird. Da die Spritzdüse beim Aufspritzen der Betonmasse auf eine
Wand im allgemeinen in einem Abstand von 0,7 bis etwa 7,5 m von der Wand geführt
werden muß, treten bei den hohen zur Anwendung kommenden Spritzdrucken erhebliche
Belästigungen und Gefahren für die die Düse fuhrende Person auf. Zur Verminderung
dieser Gefahren
vorgesehene Schutzanzüge werden im allgemeinen nicht
gerne getragen. Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, den Menschen für das unmittelbare
Fuhren der Spritzdüse zu ersetzen und Vorrichtungen zu schaffen, durch deren Betätigung
die Spritzdüse aus gewisser Entfernung auBerhalb des Gefahrenbereiches bedient und
gerührt werden -kann.
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Mechanisch geführte Vorrichtungen der eingangs bezeichneten Art zum
Auftragen von Spritzbeton auf Wände für bevorzugte Anwendung im Tunnelausbau sind
beispielsweise aus der DE-PS 25 14 125 oder der DE-PS 26 40 033 bekannt.
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Die dort beschriebenen wie auch andere entsprechende Vorrichtungen
weisen in unterschiedlicher Anordnung miteinander verschiebbar oder gelenkig verbundene
Auslegerarme auf, die ausnahmslos mittels hydraulischer Antriebe betätigbar sind.
Die schwenkbaren und an den jeweiligen Arbeitspunkt heranführbaren Ausleger sind
meist von traktorartigen oder ähnlichen Fahrzeugen getragen, wie dies auch bei fahrbaren,
hydraulisch betätigten Kranen allgemein üblich ist. Hydraulische Betätigungen und
Antriebe sind deshalb von Vorteil, weil sie auf einfache Weise an jeder erforderlichen
Gelenkstelle eines, wie auch immer gestalteten Auslegersystems anbringbar und durch
Fernbetätigung für einen verhältnismäßig exakten Bewegungsablauf steuerbar sind.
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Da für das Betonspritzen in Tunnelröhren Ausleger von mehreren Metern
Länge verlangt werden, werden die hydraulischen Steuerungen und Antriebe, die für
das Ausführen aller benötigten Bewegungsabläufe erforderlich sind, im allgemeinen
konstruktiv sehr aufwendig, teuer und auch schwer. Das hohe Gewicht verlangt seinerseits
wieder verhältnismäßig große und schwere Fahrzeuge zum Tragen der Vorrichtung, die
bei Tunnelarbeiten oft im Wege stehen und nur unter Schwierigkeiten
für
vorübergehenden Einsatz der Vorrichtung an den Arbeitsort heranführbar und wieder
von ihm entfernbar sind. Derartige Hilfsvorrichtungen für das Betonspritzen mit
an verhältnismäßig schweren Fahrzeugen befestigten, hydraulisch betätigbaren Tragorganen
für die Spritzdüse haben sich aus den genannten Gründen trotz technischer Vervollkommnung,
im wesentlichen aber wegen des am erzielten Vorteil gemessenenhohen Investitionsaufwandes
nicht auf Dauer durchsetzen können.
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Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der eingangs
bezeichneten Art zu schaffen, welches verhältnismäßig einfach und kostengünstig
herstellbar ist, einen nicht zu hohen Platzbedarf erfordert und in der Führung seines
Bewegungsablaufes für die Spritzdüse den Anforderungen an das Betonspritzen in bestmöglicher
Weise angepaBt ist. Es hat sich unerwartetenmeise gezeigt, daß diese Aufgabe in
fast idealer Weise mit einem lediglich in einem Punkt kardanisch angelenkten, im
wesentlichen starren Ausleger gelöst werden kann, der mittels nur weniger pneumatischer
Arbeitszylinder in allen erforderlichen Richtungen verschweSibarist0 Infolge der
Kompressibilität der Luft ist eine unmittelbare Betätigung mittels pneumatischer
Zylinder in ihrem Bewegungsablauf bei weitem nicht so exakt wie eine hydraulische
Betätigung. Es hat aich jedoch gezeigt, daß sich durch die Ungenauigkeiten im Bewegungsablauf
eines direkten pneumatischen Antriebes, insbesondere durch die weichen und nicht
exakt festlegbaren oder reproduzierbaren Bewegungsuinkehrpunkte sowie wegen des
nicht eintretenden Verweilens der Düse an einer besitiiizrenStfle die Bewegung einer
von Hand geführten Betonspritzdüse erstaunlich gut nachvollziehen läßt.
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Beim Betonspritzen kommt es gerade darauf an, daß die Düse von der
sie haltenden Person mit gewisser Unregelmäßigkeit über die Auftragastelle geführt
und nicht
länger an einem Punkt festgehalten wird, da sonst unerwünschte
Anhäufungen von Material an einer bestimmten Stelle entstehen. Die Nachteile direkter
pneumatischer Lenkerantriebe, die bei kranartigen Auslegern von bis zu 10 Meter
Länge allgemein dazu geführt haben, für einen derartigen Einsatzzweck allein hydraulische
Antriebe zu verwenden, können somit für das Betonspritzen in vorteilhafter Weise
nutzbar gemacht werden. Dies führt dazu, daß die angestrebte Vorrichtung einfach,
billig und leicht ausgeführt werden kann.
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Um bei dem verwendeten, im wesentlichen starren Ausleger den Abstand
zwischen der zu betonierenden Wand und der Spritzdüse optimal einstellen zu können,
wird der Ausleger zweckmäßigerweise so ausgeführt, daß er teleskopisch nach vorne
ausfahrbar ist. Der vorteilhafterweise innerhalb des Auslegers hierfür vorgesehene
Antrieb wird zweckmäßigerweise ebenfalls pneumatisch ausgeführt.
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Der gesamte erforderliche Bewegungsablauf des Auslegerendes wird bei
einer bevorzugten und einfachen Ausführungsform der Vorrichtung allein dadurch erreicht,
daß an dem lediglich an seinem Anlenkpunkt kardanisch befestigten und ansonsten
frei beweglichen Auslegerarm zwei in der Rahmenkonstruktion abgestützte pneumatische
Arbeitszylinder in gewissem Abstand von dem kardanischen Anlenkpunkt am Ausleger
angreifen, die in einem Winkel zueinander ausgerichtet sind. Zweckmäßigerweise werden
diese beiden pneumatischen Arbeitszylinder so angeordnet, daß sie mit ihren unteren
Enden in gewissem Abstand voneinander im Grundrahmen der Rahmenkonstruktion verankert
sind und nach oben zu ihren Angriffspunkten am Auslegerarm schräg zusammenlaufen.
Voraussetzung dafür ist natürlich, daß sich der kardanische Anlenkpunkt eines geraden
Auslegers in einer gewissen Höhe über den Fußpunkten der pneumatischen
Arbeitszylinder
liegt, welche zumindest etwa der Länge der Zylinder im eingefahrenen Zustand entspricht.
Um die Arbeitszylinder beim seitlichen Verschwenken des Auslegers nicht bis zu ihren
Endanschlägen ausfahren zu müssen, was auf die Dauer eine zu starke Beanspruchung
der Zylinder bedeuten würde, sind in der Rahmenkonstruktion zweckmäßigerweise Anschläge
zur seitlichen Begrenzung des Auslegerschwenkbereiches vorgesehen.
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Je nach dem Abstand des Angriffspunktes der pneumatischen Arbeitszylinder
am Ausleger von dessen kardanischem Gelenkpunkt müßten die beiden pneumatischen
Arbeitszylinder das Gewicht des gesamten Auslegers mehr oder minder voll tragen.
Um die Arbeitszylinder zum Zwecke der leichten Manövrierfåhigkeit des Auslegers
von dieser Belastung freizuhalten, wird zweckmäßigerweise ein zusätzlicher Stützzylinder
vorgesehen, der an der Unterseite des Auslegers, etwa zwischen den Arbeitszylindern
und dem Kardangelenkpunkt angreift und mit seinem anderen Ende in der Rahmenkonstruktion
abgestützt ist. Dieser Zylinder wird unter konstantem Druck gehalten, der eine Gegenkraft
erzeugt, die vorzugsweise etwas geringer ist als das Gewicht des Auslegers,dam!tdieser
bei entlüfteten Arbeitszylindern nicht durch den Stützzylinder angehoben wird.
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Eine besonders einfache Steuerung der Bewegungsabläufe des Auslegers
ergibt sich, wenn die beiden pneumatischen Arbeitszylinder als doppelt wirkende
Zylinder ausgebildet sind, die während des Betriebes auf beiden Seiten des Kolbens
mit Druckluft beaufschlagt werden und lediglich zum Verschieben des Kolbens auf
der entsprechenden Zylinderseite entlüftet werden. Die dafür in den entsprechenden
Steuerventilen vorgesehenen Luftaustrittsöffnungen werden zweckmäßigerweise derart
bemessen, daß auch bei einem Leitungsbruch innerhalb der Steuerung
der
Ausleger nur mit seiner Arbeitsgeschwindigkeit absinken kann. Beim Betrieb wird
ein Absenken des Auslegers durch Entlüften der oberen Zylinderräume beider Arbeitszylinder
und umgekehrt ein Anheben des Auslegers durch Entlüften der unteren Zylinderräume
beider Arbeitszylinder erreicht. Für eine Bewegung nach links oder rechts werden
entsprechend der obere Zylinderraum des einen Arbeitszylinders und der untere Zylinderraum
des anderen Arbeitszylinders entlüftet. Diese Maßnahmen können zum Ausführen schräggerichteter
Bewegungsabläufe in jedem gewünschten Maße kombiniert werden. Damit ist es auf einfache
Weise möglich, mit dem Ende des Aus-legers alle denkbaren Bahnen auf einem bestimmten
Abschnitt einer Kugeloberfläche zu beschreiben.
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Da der Ausleger im wesentlichen starr ausgeführt und lediglich seine
Verlängerung durch teleskopisches Ausfahren vorgesehen ist, ist es erforderlich,
die Spritzdüse am Ende des Auslegers derart beweglich auszubilden, daß seitliche
Spritzrichtungen bis zu Winkeln von 900, bezogen auf die Auslegerachse möglich sind.
Eine solche Beweglichkeit der Spritzdüse wird auf sehr einfache Weise dadurch erreicht,
daß der die Spritzdüse versorgende und im Ende des Auslegers eingespannte Schlauch
um eine bestimmte Schlauchlänge aus dem Ende des Auslegers vorsteht, wodurch die
Spritzdüse an dieser Schlauchlänge verschwenkbar ist. Zum Steuern der Düsenbewegungsind
unmittelbar hinter der Düse seitliche Arme vorgesehen, an denen Zugseile angreifen,
die ihrerseits wieder mit entsprechenden Zugantrieben verbunden sind, welche im
Ausleger vorgesehen sind. Auch diese Zugantriebe sind zweckmäßigerweise als doppelt
wirkende pneumatische Zylinder ausgebildet. Die Arme bestehen vorteilhafterweise
aus einem Kreuz, an dem vier Zugseile angreifen, durch die die Düse in jeder beliebigen
Richtung verschwenkt werden kann.
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Die geringe Anzahl der pneumatischen Antriebselemente, die erforderlich
ist, um alle benötigten Bewegungsabläufe der Spritzdüse auszuführen, gestattet es,
die den Antrieben zugeordneten Steuerventile durch einen einzigen Handhebel zu betätigen.
Die Bewegungsrichtungen des Handhebels sollen dabei möglichst den entsprechenden
Bewegungsabläufen der Spritzdüse entsprechen. Eine bevorzugte Anordnung der Steuerventile
in Verbindung mit einem einzigen Handbetätigungselement ist im Rahmen der Zeichnungsbeschreibung
näher erläutert. Da für die Hebe- bzw. Senkbewegung des Auslegers und die seitliche
Schwenkbewegung des Auslegers jeweils beide pneumatischen Arbeitszylinder betätigt
werden müssen, sind die Zuleitungen zu den einzelnen Zylinderräumen der Arbeitszylinder
zweckmäßigerweise jeweils mit zwei Steuerventilen versehen, wobei jeweils das eine
bei einer Auf- bzw. Abwärtsbewegung des Handhebels und das andere bei einer seitlichen
Bewegung des Handhebels betätigt wird, welche der beabsichtigten -Bewegung des Auslegers
entspricht.
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Die Rahmenkonstruktion der Vorrichtung kann entweder mit Rädern oder
auch mit Kufen zu deren Verbringen an einen anderen Einsatzort versehen sein.
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Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung unter Hinweis auf die Figuren der beigefügten Zeichnung im einzelnen
näher erläutert. Darin stellen dar: Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur mechanischen FLuhrung einer Spritzdüse; Fig. 2 eine Draufsicht auf
das Ende des Auslegers der Vorrichtung nach Fig. 1 mit der Einrichtung zum Verschwenken
der Spritzdüse;
Fig. 3 eine schematische Darstellung der wesentlichen
Antriebselemente der Vorrichtung in Vorderansicht, aus der die seitliche und die
Höhenverschwenkbarkeit des Auslegers erkennbar ist; Fig. 4 einen Pneumatikschaltplan
für den Antrieb der Vorrichtung nach Fig. 1; und Fig. 5 und 6 schematische Darstellungen
der Zuordnung der Steuerventile des Antriebes nach Fig. 4 zu den einzelnen Betätigungsrichtungen
des Einhand-Betätigungshebels.
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Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Vorrichtung zur mechanischen
Führung einer Spritzdüse, insbesondere für das Auftragen von Spritzbeton, weist
eine Rahmenkonstruktion 1 auf, die aus einem Grundrahmen 2 und aus einem senkrechten
Rahmenteil 3 besteht, welcher mittels Schrägversteifungen 4 gegen den Grundrahmen
2 abgestützt ist. Die gesamte Rahmenkonstruktion ist ortsbeweglich ausgeführt und
kann zum Verbringen an einen anderen Einsatzort mit Ra'dern, Kufen oder anderen
Fortbewegungshilfsmitteln versehen sein. Am senkrechten Rahmenteil 3 ist mittels
eines Kardangelenkes 5 das rahmenseitige Ende eines Auslegers 6 angelenkt, der abgesehen
von (im einzelnen nicht dargestellten) vorrichtungsfesten Begrenzungsanschlägen
in allen Raumwinkelrichtungen frei beweglich ist. Der Ausleger 6 ist mit einer teleskopisch
aus fahrbaren Verlängerung 7 versehen, die an ihrem Ende ein Endstück 8 trägt, in
dem ein Schlauch 9 gehalten ist, der an seinem Ende mit einer Spritzdüse 10 versehen
ist. Der Ausleger kann ohne weiteres eine Länge von etwa 6 Meter aufweisen und durch
die teleskopisch ausfahrbare Verlängerung 7 bis auf- 10 Meter Länge ausfahrbar sein.
Der im Inneren des Auslegers 6 vorgesehene pneumatische Antrieb für das Ausfahren
und Einziehen der Verlängerung 7 kann auf geeigneie Art und
Weise
ausgebildet sein und ist in Fig. 1 nicht dargestellt.
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In gewissem Abstand vom Kardangelenk 5 sind seitlich am Ausleger 6
zwei pneumatische Arbeitszylinder 11, 12 angelenkt (von denen in Fig. 1 nur einer
sichtbar ist, siehe daher Fig. 3), die mit ihren unteren Enden 13, 14 in seitlich
gespreizter Stellung am Grundrahmen 2 angelenkt sind. Zwischen dem Kardangelenk
5 und den pneumatischen Arbeitszylindern 11, 12 greift an der Unterseite des Auslegers
6 noch ein Stützzylinder 15 an, der mit seinem unteren Ende am hinteren Ende des
Grundrahmens 2 gelenkig abgestützt ist. Am senkrechten Rahmenteil 3 ist ferner ein
Kasten 16 mit Steuerventilen vorgesehen, welche durch einen an der Außenseite des
senkrechten Rahmenteiles 3 vorgesehenen Einhand-Bedienungshebel 17 betätigbar sind.
Die erforderlichen pneumatischen Leitungsverbindungen sind in Fig. 1 nicht dargestellt.
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Die seitliche und Höhenverschwenkbarkeit des Auslegers 6, die in beliebiger
Weise allein durch Betätigen der pneumatischen Arbeitszylinder 11 und 12 möglich
ist, geht aus Fig. 3 hervor, welche die Anordnung der Zylinder nach Fig. 1 in schematischer
Darstellung in Vorderansicht zeigt. Um von der in ausgezogenen Linien dargestellten
Stellung in die in strichpunktierten Linien dargestellte Stellung zu gelangen, muß
der pneumatische Arbeitszylinder 11 in die Stellung 11t ausgefahren und der pneumatische
Arbeitszylinder 12 in die Stellung 12' eingefahren werden. Die Kolbenstange 18 des
Stützzylinders 15 muß dabei in der Lage sein, sich diesen Positionsveränderungen
anzupassen, wobei jedoch zum Aufrechterhalten einer konstanten Abstützkraft durch
den Stützzylinder 15 der in seinem Inneren herrschende Druck konstant gehalten werden
muß. Für ein Anheben des Auslegers 6 müssen beide pneumatischen Arbeitszylinder
11, 12 gleichmäßig ausgefahren und für ein
Abseniren entsprechend
gleichmäßig eingefahren werden Eine rein seitliche Schwenkbewegungdes Auslegers
6 ist dadurch zu erreichen, daß in bestimmtem Verhältnis zueinander jeweils der
eine der beiden Arbeitszylinder ausgefahren und der andere eingefahren wird. Die
an der Bewegung beteiligten Zylinder 11, 12, 15 sind kardanisch angelenkt.
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Eine Einrichtung für das Verschwenken der Spritzdüse 10 in von der
Achse des Auslegers 6 abweichende Richtungen ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt.
Wie dort zu erkennen ist, ragt der Schlauch 9 mit einer bestimmten Schlauchlänge
19 aus dem Endstück 8 des Auslegers 6, 7 heraus, wodurch die Düse 10 in einem durch
die Elastizität des Schlauches begrenzten Raumwinkel frei verschwenkbar ist. Zur
Steuerung der Düsenbewegung ist unmittelbar hinter der Düse 10 ein vierarmiges Kreuz
20 vorgesehen, an dessen Enden Zugseile 21 angreifen. Die Zugseile 21 sind durch
das Endstück 8 des Auslegers hindurchgeführt und mit den Kolbenstangen von pneumatischen
Stellzylindern 22, 23, 24, 25 verbunden, die als doppelt wirkende Zylinder ausgeführt
sind. Durch gezieltes Anziehen bzw. Nachlassen bestimmter der Zugseile 21 durch
die pneumatischen Stellzylinder 22, 23, 24, 25 läßt sich die Düse 10 in jeder beliebigen
Richtung gegenüber der Achse des Auslegers 6 auslenken. Zum Aufnehmen der an den
Zugseilen 21 angreifenden Zugkräfte besitzt die Schlauchlänge 19 im allgemeinen
genügend Eigenstabilität. Diese Stabilität wird jedoch bei Betrieb der Vorrichtung
durch den verhältnismäßig hohen Druck der ausgespritzten Betonmasse noch verstärkt.
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Der Schaltplan für alle pneumatischen Antriebe der Vorrichtung nach
den Fig. 1 bis 3 ist in Fig. 4 dargestellt.
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Dem Schaltplan ist zu entnehmen, daß die pneumatischen Arbeitszylinder
11 und 12 für das Verschwenken des Auslegers 6 wie auch die pneumatischen Stellzylinder
23, 24, 25, 26 für das Auslenken der Spritzdüse 10 als doppelt wirkende Zylinder
ausgebildet sind. Der Stützzylinder
15 ist dagegen lediglich als
einseitig beaufschlagter Zylinder ausgeführt. Zusätzlich ist im Schaltplan der Fig.
4 noch ein Zylinder 26 für die Betätigung der teleskopisch ausfahrbaren Auslegerverlängerung
7 vorgesehen, dessen Kolben ebenfalls beidseitig mit Druckluft beaufschlagt ist.
Alle Zylinderräume sind parallel über entsprechende Steuerventile und Rückschlagventile
27 an eine Druckluftversorgung 28 angeschlossen.
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Zuerst seien die pneumatischen Arbeitszylinder 11 und 12 betrachtet.
Jeder Zylinderraum dieser beiden Zylinder ist über zwei in Reihe geschaltete Steuerventile
34/35, 30/31, 29/36 bzw. 32/33 an die Druckluftversorgung 28 angeschlossen. Im stationären
Zustand, d.h., wenn keine Kolbenbewegung eines Zylinders ausgelöst werden soll,
sind die Steuerventile 29-56 alle auf Durchgang für die Druckluftzufuhr geschaltet,
d.h., daß jeweils beide Zylinderräume eines Zylinders mit vollem Versorgungsdruck
beaufschlagt sind. Soll beispielsweise der Kolben im Zylinder 11, bezogen auf die
Darstellung im Schaltplan, nach unten verfahren werden, muß entweder das Steuerventil
30 oder 31 betätigt werden, wodurch der untere Zylinderraum des Zylinders 11 von
der Druckluftzufuhr abgetrennt und auf Entlüftung geschaltet wird. Durch die automatisch
in den oberen Zylinderraum über die Steuerventile 34 und 35 nachströmende Druckluft
wird der Kolben dann nach unten verfahren. Entsprechend erfolgen auch die anderen
Bewegungsabläufe der pneumatischen Arbeitszylinder 11 und 12.
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Der Stützzylinder 15 ist über das Regelventil 37 nur einseitig mit
Druckluft beaufschlagt. Uber ein weiteres Regelventil 38 kann er entlüftet werden.
Da der Kolben des Stützzylinders 15 den Bewegungen des Auslegers 6 folgen muß, muß
sein Zylinderraum wechselweise über das Regelventil 37 mit zusätzlicher Druckluft
versorgt oder über das Regelventil 38 entlüftet werden Der Druck wird dabei innerhalb
einer eingestellten Differenz zwischen
den Ventilen 37 und 38 gehalten.
Beim Ausfahren des Kolbens strömt Druckluft mit dem eingestelltenWert des Ventiles
37 nach, bei Einfahren wird der steigende Druck durch das Uberdruckventil 38 abgelassen,
wodurch trotz der Kolbenbewegungen ein konstanter Druck im Zylinderraum des Stützzylinders
15 aufrechterhalten wird.
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Der Zylinder 26 für die teleskopisch ausfahrbare Verlängerung 7 des
Auslegers 6 ist in gleicher Weise geschaltet wie die pneumatischen Arbeitszylinder
11 und 12, wobei jedoch in der Zuleitung zu jedem der Zylinderräume jeweils nur
ein Steuerventil 39 bzw. 40 vorgesehen ist.
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Die pneumatischen Stellzylinder 22, 23, 24, 25 für das Auslenken der
Düse sind so geschaltet, daß jeweils zwei entgegengesetzte Zylinderräume eines Zylinderpaares
mit einer gemeinsamen Zuleitung versehen sind. Dadurch sind für die vier Stellzylinder
insgesamt nur vier Zuleitungen erforderlich, die entsprechend mit Steuerventilen
41, 42, 43 bzw. 44 versehen sind. Die Verbindung jeweils zweier Zylinderräume ist
möglich und auch notwendig, da jeweils in dem Maße, wie ein Zugseil 21 angezogen
wird, ein anderes Zugseil 21 nachgelassen werden muß, wodurch für jeweils zwei Zylinder
entgegengesetzt gleiche Bewegungen auszuführen sind.
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Bei Beaufschlagung beispielsweise der pneumatischen Antriebszylinder
11 und12 mit jeweils gleichem Druck in beiden Zylinderräumen ergeben sich bei nicht
betätigten Steuerventilen gewisse Kraftdifferenzen durch die durch die Kolbenstangen
verursachten, unterschiedlichen wirksamen Kolbenquerschnitte. Diese Differenzen
stören im allgemeinen nicht, da im Fall des Auslegers ohnehin dessen Gewicht nicht
vollständig durch den Stützzylinder 15 ausgeglichen wird. Eine daraus resultierende
Senk-oder Hebebewegung des Auslegers wird durch entsprechende Betätigung des Bedienungshebels
ausgeglichen, der während des Betriebes in jedem Fall einer dauernden Betätigung
durch die Bedienungsperson bedarf. Entsprechendes
gilt auch in
den Fällen der anderen pneumatischen Antriebe.
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In den Fig. 5 und 6 ist die Anordnung der einzelnen Steuerventile
im Verhältnis zu den Bewegungen des Bedienungshebels 17 dargestellt. Für das Ausführen
der Schwenkbewegungen des Auslegers 6 ist der Bedienungshebel 17 mit einem Ring
45 versehen, um den herum in rechtwinkligen Koordinaten paarweise die Steuerventile
29-36 angeordnet sind. Dabei gehören jeweils die einen Eckwinkel einschließenden
Ventile, beispielsweise die Steuerventile 34 und 35 zum gleichen Zylinderraum, dem
sie in Reihenschaltung vorgeschaltet sind. Durch Betätigen des Bedienungshebels
17, d.h., durch Parallverschieben des Ringes 45 in Richtungen des. Koordinatenkreuzes
46 werden jeweils zwei nebeneinanderliegende Steuerventile, beispielsweise 31, 32
betätigt. Dies ist erforderlich, da für jede Bewegung des Auslegers 6 die Kolben
jeweils beide pneumatische Arbeitszylinder 11 und 12 in ihrer Lage verändert werden
müssen. Für die Zuleitung zu jedem Zylinderraum der Antriebszylinder 11 und 12 sind
jeweils zwei Steuerventile vorgesehen,un die Bewegungen des Auslegers 6 nach Richtung
mit den Bewegungen des Handhebels 17 in der Ebene des Koordinatenkreuzes 46 in Übereinstimmung
zu bringen. So muß beispielsweise der untere Zylinderraum des Arbeitszylinders 11
sowohl beim Anheben des Auslegers 6 als auch bei einer Bewegung des Auslegers 6
nach rechts (bezogen auf Fig. 3) entlüfter werden. Da diese Bewegungen durch entsprechende
Bewegungen des Handhebels 17 ausgelöst werden sollen, wird im Falle einer Betätigung
des Handhebels 17 nach oben das Steuerventil 30 und im Falle einer Betätigung des
Handhebels 17 nach rechts das Steuerventil 31 betätigt, die jedoch jeweils die gleiche
Wirkung auslösen, nämlich Entlüftung des unteren Zylinderraumes des Zylinders 11.
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Diese Anordnung der Steuerventile bewirkt, daß auch bei einer schräggerichteten
Bewegung des Steuerhebels 17 in der Ebene des Koordinatenkreuzes 46 eine entsprechende.Schrägbewegung
des Auslegers 6 hervorgerufen wird.
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Die übrigen Funktionen der Vorrichtung sind durch entsprechend andere
Betätigungsrichtungen des Handhebels 17 auslösbar, wie sie sich aus den Fig. 5 und
6 schematisch ergeben. Ein Verschwenken des Handhebels 17 entsprechend dem Pfeil
47 (Fig. 5) lenkt die Spritzdüse nach links bzw. rechts aus. Ein Vor- und Zurückschwenken
des Handhebels 17 entsprechend dem Pfeil 48 in Fig. 6 verursacht ein Auslenken der
Spritzdüse 10 nach oben bzw. nach unten. Auch hier führt eine Kombination beider
Bewegungen zu einer Schrägauslenkung der Düse.
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Schließlich führt ein Herausziehen und Hereindrücken des Handhebels
17 entsprechend Pfeil 49 in Fig. 6 zu einem Einfahren bzw. Ausfahren der Auslegerverlängerung
7.
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Bis auf die Druckkonstanthaltung im Stützzylinder bedarf die gesamte
pneumatische Schaltung keiner aufwendigen Steuer- und Regeleinrichtungen, wie Druckregler
usw.. Alle Funktionen werden allein durch das Freigeben von Entlüftungsöffnungen
in den Steuerventilen für die einzelnen Zylinderräume bewirkt. Die Durchmesser der
Entlüftungsöffnungen betragen etwa 4 mm, was vollkommen ausreichend ist, um alle
erforderlichen Bewegungsabläufe mit der notwendigen Geschwindigkeit auszuführen.
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Ein Ausfall der Druckluftversorgung ist bei nicht betätigter Steuerung
ohne Auswirkung. Bei Leitungsbruch innerhalb der Steuerung kann der Ausleger nur
mit maximaler Steuergeschwindigkeit absinken. Trotz der Steuerung der Bewegungsabläufe
durch Entlüftung ist für das in den Zeichnungen dargestellte Gerät keine größere
Druckluftversorgungsleistung
erforderlich als etwa 0,3 Nm3/min.
Eine Druckluftversorgung ist für die mit der Vorrichtung über den Schlauch 9 zu
verbindende Spritzbetonmaschine ohnehin erforderlich.
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Die beschriebene Vorrichtung ermöglicht es, die Spritzdüse in praktisch
jeder beliebigen Stellung in die gewünscht Einsatzposition zu bringen, wobei die
Bewegungsrichtungen des Einhand-Bedienungshebels im wesentlichen mit den Bewegungsabläufen
der Düse übereinstimmen. Durch entsprechende Betätigung des Handhebels läßt sich
die für das Betonspritzen erforderliche, dauernde Hin- und Herbewegung der Düse,
so wie sie auch bei Handbetrieb ausgeführt wird, in idealer Weise nachvollziehen,
wobei die direkten pneumatischen Antriebe einen sanften Bewegungsablauf mit weichen
Umkehrpunkten erzeugen, indem Verweilzeiten der Düse an einer Stelle, wie sie bei
hydraulischen Antrieben im allgemeinen vorhanden sind, vermieden werden. Dennoch
spricht der Antrieb sehr schnell auf Steuerbefehle an und die Bewegungen lassen
sich mit einer Geschwindigkeit ausführen, die allen Anforderungen für die vorgesehene
Verwendung gerecht wird. Dabei ist der gesamte Konstruktionsaufwand, wie sich aus
den Zeichnungen ergibt, sehr gering und die Fertigungskosten für die pneumatischen
Antriebe betragen nur etwa die Hälfte derjenigen für einen hydraulischen Antrieb.
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Die Anwendung der beschriebenen Vorrichtung ist nicht allein auf das
Betonspritzen beschränkt. Sie ist überall dort anwendbar, wo es darauf ankommt,
ein Schlauchende mit einer Düse, wobei die Düse unter Umstanden auch eine Saugdüse
sein kann, durch Fernbedienung einen bestimmten Bearbeitungsbereich überstreichen
soll.