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Beschreibung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Förderung
von breiigen, abbindenden Massen, insbesondere Beton, welche eine Pumpe mit mindestens
zwei in Zylindern geführten, im allgemeinen parallel zueinander angeordneten Kolben
aufweist, welche die über einen Trichter zuführbaren Massen wechselweise über einen
im Trichter schwenkbar angeordneten Verteiler in eine an der Frontseite des Trichters
angekoppelte Druckleitung fördert, wobei der Trichter an seiner Rückwand über zwei
in einer (im folgenden Schwenkebene genannten) Ebene liegende Öffnungen mit den
Zylindern der Pumpe in Verbindung steht und die Öffnungen durch den Verteiler wechselweise
mit der Druckleitung verbindbar sind und wobei der Verteiler im Bereich des in der
Schwenkebene hin- und herbewegten Endes kraftschlüssig von einem Schwenkhebel gefaßt
ist, der seinerseits kraftschlüssig mit einer durch die Trichterrückwand geführten,
relativ zu dieser axial starr gelagerten Schaltwelle verbunden ist.
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Ähnliche Vorrichtungen sind bekannt und zwar derart, daß der Verteiler
als S-förmiges Rohrstück ausgebildet ist. Dabei bildet das eine Ende des "S" gewissermaßen
die Schwenkachse, während das zweite Ende des "S" wechselweise der einen oder anderen
Öffnung in der Trichter-Rückwand gegenüberliegt. Dieses zweite Ende. wirkt somit
als Eingang für den aus dem jeweils zu entleerenden Zylinder ausgedrückten Beton.
Über das erste "S"-Ende wird dieser Beton sodann der Druckleitung zugeführt (vgl.
DE-PS 12 85 319 und DE-AS 16 53 607).
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Zur Verminderung des Druckverlustes im Verteiler ist in der Patentanmeldung
P 30 45 885 ein Verteiler vorgeschlagen worden, der durch ein über dem Boden des
Trichters geführtes, durchgehend konkav gebogenes Rohrstück realisiert ist. Eine
weitere Variante eines gattungsgemäßen Verteilers ist Gegenstand der Patentanmeldung
P 31 18 937. Hierbei besteht der Verteiler im wesentlichen aus einem geraden Rohrstück.
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Den bekannten "S"iRohrweichen und den neu vorgeschlagenen Verteilerrohren
ist gemeinsam, daß das eine Ende - in einer sogenannten Brillenplatte geführt -
vor den Pumpenzylindern hin- und hergeschwenkt wird, wodurch die Druckleitung letztlich
wechselweise mit dem einen oder anderen Pumpenzylinder verbunden wird. Im Hinblick
auf das spezielle Fördermedium Beton, bzw. allgemeiner breiige , abbindende Massen,
kommt dem Problem der Dichtheit im Bereich der Kopplung zwischen Verteilerrohr und
Pumpenzylinder ganz besondere Bedeutung zu und zwar einmal auf Grund der Gefahr
des Verlustes von Wasser-Zement-Gemisch mit den nachteiligen Auswirkungen auf die
Betonkonsistenz und zum zweiten auf Grund des abrasiven Charakters des Betons.
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Im Hinblick auf diese Problematik sind bereits diverse Lösungsvorschläge
gemacht worden. Diese laufen im allgemeinen darauf hinaus, daß über Gegenlager der
Verteiler in Richtung Schwenkebene vorgespannt ist (-um dem beim Eindrücken des
Betons in den Verteiler entstehenden Druck entgegenzuwirken -), und daß dieses Gegenlager
axial verstellbar ist (-um einen auf Grund des abrasiven Charakters des Betons in
der Schwenkebene entstehenden Spalt von Zeit zu Zeit auszugleichen-).
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Aus der DE-AS 21 62 406 ist eine Konfiguration bekannt, bei der ein
C-förmiges Verteilerrohr von der Trichterfrontseite her in Richtung Schwenkebene
gepreßt wird und zwar derart, daß dieser Anpreßdruck - je nachdem, ob der Verteiler
gerade einem Druckhub ausgesetzt ist oder verschwenkt wird - unterschiedlich ist.
Die hier insgesamt offenbarte Betonpumpe ist infolge ihres im Beton ( allgemeiner
im Trichterinneren) liegenden und wirkenden Gegenlagers hohem Verschleiß ausgesetzt.
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Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht
darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der sowohl ein
beim Druckhub der Pumpe entstehender, als auch der auf Grund von Verschleiß entstehende
Spalt in der Schwenkebene kompensiert we rden.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Schwenkhebel axial verschiebbar
auf der Schaltwelle gelagert ist, und daß an dem im Trichter liegenden Ende der
Schaltwelle eine axial auf den Schwenkheb el einwirkende R ingzylinderbaueinheit
vorgesehen ist, die während der Arbeitsphase "Pumpen" den Verteiler gegen die Schwenkebene
preßt und beim Schwenken drucklos gehalten ist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Diese zeigen einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung, sowie einen
Ausschnitt aus dieser Gesamtdarstellung.
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Demzufolge ist der zentrale Mittelpunkt der Zeichnung ein Trichter
1, in den das zur Einbringstelle auf einer Baustelle zu fördernde Gut, d. h. der
Beton, eingefüllt wird. Dieser Trichter 1 ist somit oben offen und durch eine Rückwand
2, eine Frontseite 3 und einen Boden 4- begrenzt. Die Rückwand 2 weist oberhalb
ihrer Unterkante zwei nebeneinander angeordnete Öffnungen 5 auf, an die ihrerseits
Pumpenzylinder 6 angeschlossen sind. Diese Zylinder 6 bestehen je aus einem Zylinderrohr
und einem axial bewegbaren Kolben.
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Die beiden Kolben der Zylinder arbeiten im Gegentakt und zwar derart,
daß jeweils der eine einen Saughub und der zweite einen Druckhub ausführt. Auf diese
Art kann jeder Zylinder dann, wenn er zum Trichter 1 hin offen ist, Beton ansaugen-und
diese.n angesaugten Beton dann, wenn ein Rohr vorgesetzt ist, in dieses Rohr drücken.
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Nach diesem Prinzip arbeiten auch die eingangs genannten Beton pumpen,
d. h. also bezogen auf einen Pumpenzylinder wird in einem ersten Arbeitshub Beton
angesaugt und in einem zweiten Arbeitshub ausgedrückt. Arbeiten die beiden Pumpenzylinder
jeweils komplementär zueinander und wird über einen Verteiler sichergestellt, daß
der jeweils saugende Pumpenzylinder eine freie Öffnung und der drückende Pumpenzylinder
den Eingang des Verteilers vorfindet, so kann der Trichterinhalt näherungsweise
kontinuierlich zur Einbringstelle gepumpt werden.
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Bezogen äuf die Darstellung bedeutet dies, daß ein Verteiler 7 vorgesehen
ist, der wechselweise vom einen zum anderen der -bezogen auf die Zeichenebene -
hintereinander liegenden Pumpenzylinder 6 geschwenkt wird. Diese Schwenkbewegung
wird über einen kraftschlüssig mit dem vor den Öffnungen 5 in der Trichterrückwand
2 hin- und herbewegten Ende des Verteilers 7 verbundenen
Schwenkhebel
8 vollzogen, der über einen außerhalb des Trichters 1 liegenden Schwenkarm 9 bewegt
wird.
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Schwenkarm 9 und Schwenkhebel 8 haben ihre gemeinsame.
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Wirkverbindung in einer Schaltwelle 10 und zwar in einer Schwenkachse
CC, , deren Abstand von den Öffnungen 5 in der Trichterrückwand 2 mit der Lage der
Öffnungen 5 insoweit korrespondiert, als der Verteiler 7 auf einem Kreisbogen von
der einen zur anderen Öffnung 5 bzw. vom einen zum anderen Ausgang der Zylinder
6 geschwenkt wird. Die Schnittebene zwischen dem Verteiler 7 , d. h. seiner lotrecht
angearbeiteten Stirnfläche und den Enden der Pumpenzylinder 6 ist die zur Schwenkachse
OC senkrecht liegende Schwenkebene , , die als rückseitige Begrenzung des Trichters
1 angesehen werden kann.
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Es ist ohne weiteres einsichtig, daß dem Problem der Dichtung in diesem
Bereich besonderes Augenmerk zu widmen ist und daß im Hinblick auf den abrasiven
Charakter von Beton nachstellbare, gegebenenfalls je nach Arbeitsphase mit unterschiedlichem
Anpreßdruck beaufschlagbare Spannmittel die optimale Konzeption sind. Es soll an
dieser Stelle noch darauf hingewiesen werden, daß die von den Zylinderöffnungen
hin- und herbewegte Stirnseite des Verteilers 7 formschlüssig in einer die rückseitige
Begrenzung des Trichters 1 bildenden Brillenplatte 11 geführt wird, und daß zwischen
der Stirnseite des Verteilers 7 und der Brillenplatte 11 ein auswechselbarer Verschloißring
12 eingelegt ist.
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Der Verteiler 7 selbst ist nur schematisch dargestellt und besteht
aus einem dem Verschleißring 12 benachbarten Rohrkrümmer mit einem geraden Rohrstück.
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Dieser Verteiler 7 bzw. sein gerades Rohrstück hat im Bereich der
Frontseite 3 formschlüssige Verbindung mit einer einzigen
Druckleitung
13. Diese Druckleitung 13 ist im Bereich der Trichterfrontseite 3 fest mit dieser
verbunden, was im Hinblick auf die formschlüssige Verbindung bzw. Kopplung mit dem
benachbarten zweiten Ende des Verteilers 7 bedeutet, daß dieses zweite Ende sich
in einer Drehebene d drehen muß, die exakt parallel zur Schwenkebene t liegt. Darüberhinaus
muß die Schwenkachse oO die Mittellinie des Rohrstücks 6 gerade in dieser Drehebene
T schneiden (Schnittpunkt ç ), da nur so der verfolgte Zweck erreichbar ist. Unter
explizitem Hinw eis auf die zeichnerische Darstellung sind die geometrischen Beziehungen
also so gewählt, daß Schwenkebene t und Drehebene & parallel zueinander sind
und daß die Länge des Verteilers 7 so gewählt ist, daß in der Drehebene die die
Mittellinie & des Verteilers 7 von der verlängerten Schwenkachse °; geschnitten
wird. Das zweite Ende des geraden Rohrstücks ist also entsprechend schräg abgeschnitten.
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Wie in der Darstellung nicht gezeigt, wird die Druckleitung 13 im
großen Bogen über den Trichter 1 hinweg geführt. Es ist jedoch durchaus denkbar,
die Druckleitung 13 von der Verbindungssteile im Bereich der Trichterfrontseite
3 weg spiralförmig seitlich am Trichter 1 vorbeizuführen.
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Der Kern der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, daß der Schwenkhetel
8 auf der Schaltwelle 10 so gelagert ist, daß er mitsamt dem Verteiler 7 axial und
zwar senkrecht zur Schwenkebene t verschiebbar ist.
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Dies wird dadurch erreicht, daß die den Verteiler 7 hin- und herschwenkende
Schaltwelle 10 im Bereich der Trichterrückwand 2 in einer mit der Trichterrückwand
2 fest verbundenen, also axial starr gelagerten Buchse 15 gelagert und geführt ist,
und zwar
ebenfalls so, daß die Schaltwelle 10 in Richtung der Buchsenachse,
die ja der Schwenkachse OC entspricht, axial starr gelagert ist. An der außerhalb
des Trichters 1 liegenden Buchsenstirnseite liegt der Schwenkarm 9 an, der durch
Radialbewegung um die Buchsenachse (Schwenkachse OCZ ) die Schwenkbewegung des Verteilers
7 bewirkt. Die Schaltwelle 10 ist dazu form- und/oder kraftschlüssig mit dem Schwenkarm
9 gekoppelt und weist einen über den Durchbruch im Schwenkarm 9 hinausgehenden Gewindeansatz
16 auf, auf den ein'e zweiteilig als Kontermutternpaar ausgebildete Spannmutter
17 aufgeschraubt ist.
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Buchse 15, Schwenkarm 9 und Spannmutter 17 einerseits und Schaltwelle
10 andererseits sind so aufeinander abgestimmt, daß über die Spannmutter 17 die
axial starre Lz erung der Schaltwelle 10 gewährleistet ist und bleibt.
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Der Schwenkhebel 8 selbst besteht im wesentlichen aus einem Doppelflansch,
dessen beide Durchgangsbohrungen im Abstand von Schwenkachse 0S und Pumpenzylinderachse
auseinanderliegen.
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Der den Verteiler 7 kraftschlüssig umfassende Bereich ist zweiteilig
ausgeführt, um manschettenartig die Stirnseite des Verteilers 7 und die benachbarte
Stirnseite des Verschleißrings 12 umfassen und spannen zu können. Die genannten
Stirnseiten weisen je einen flanschartigen Ansatz auf, die in eine komplementär
ausgebildete Nut in der korrespondierenden Durchgangsbohrung des den Schwenkhebel
8 bildenden Doppelflansches eingesetzt sind. Die zweite Durchgangsbohrung des genannten
Doppelflansches entspricht im Dur.chmesser dem der Schaltwelle, wobei noch darauf
hinzuweisen ist, daß der Schwenkhebel 8 in diesem Bereich in axialer Richtung verlängerist
(vgl. Pos. 18).
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Bei Druckbeaufschlagung des beschriebenen Schwenkhebels 8 in Richtung
Trichter rückseite 2 und zwar längs des über die Schaltwelle 10 hinausragenden Kragens
19 wird schließlich der Schwenkhebel 8 mitsamt dem umfaßten Verteiler 7 einschließlich
Verschleißring 12 gegen die Brillenplatte 11 gepreßt, wodurch der Spalt in der Schwenkebene
t geschlossen ist.
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Gemäß dem- dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß der
Verteiler ;7 in dem dem Schwenkhebel 8 benachbarten Bereich eine einseitige flanschartige
Erweiterung 20 aufweist, die koaxial zur Schwenkachse r dem Durchmesser der Schaltwelle
10 entsprechend aufgebohrt ist und einerseits plan am korrespondierenden Kragen
des Schwenkhebels 8 und von der anderen Seite her radial an einer Ringzylinderbaueinheit
22 anliegt.
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Diese als Ringkolbenzylinder dargestellte Ringzylinderbaueinheit 22
besteht - wie anhand der Einzelheit '1X" vergrößert dargestellt - aus einem auf
die flanschartige Erweiterung .20 des Verteilers 7- aufgesetzten Ringkolben 23 und
einem fest mit der Schaltwelle 10 verbundenen Außenring 24. Außenring 24 und Ringkolben
23 sind derart zueinander komplementär ausgebildet, daß ersterer eine Ringnut 25
aufweist, in die der Ringkolben 23 eingelassen ist und in der er axial verschiebbar
ist. Am Außenring 24 sind hierzu mehrere Anschlüsse 26 vorgesehen, über die das
Druckmedium in die Ringnut 25 eingeleitet werden kann.
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Die Wirkungsweise dieser Gesamtkonfiguration ist nun so, daß synchron
mit einem Druckhub der Ringkolben 23 mit
Druckmedium beaufschlagt
wird. Da die Schaltwelle 10 und damit der Außenring 24 axial starr gelagert sind
und die flanschartige Erweiterung 20 des Verteilers 7 und der Schwenkhebel 8 axial
verschiebbar sind, bewirkt die Beaufschlagung des Ringkolbens 23 mit Druckmedium
ein Anpressen des Verteilers 7 mit dem vorgesetzten Verschleißring 12 an die Brillenplatte
11. Beim Verschwenken des Verteilers vom einen zum anderen Pumpenzylinder 6 wird
der Ringkolben 23 synchron mit der Ver schwenkbewegung drucklos gehalten, so daß
der Verschleißring relativ reibungsfrei in der Brillenplatte 11 bewegt (und geführt)
wird.
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In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die
Ringzylinderbaueinheit 22 zum Trichterinneren hin mittels einer Abdeckhaube 27 abgedichtet.
Diese Abdeckhaube 27 überdeckt dabei die durch die flanschartige Erweiterung 20
am Verteiler 7 entstandene Kehle.
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Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Konzeption besteht darin, daß
die Schaltwelle 10 axial, vorzugsweise koaxial, durchbohrt ist und daß durch diese
Bohrung 28 die Anschlußleitungen 29 für die Anschlüsse 26 des Ringkolbens 2 geführt
sind.
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Nach allem zeigt die Erfindung eine einfache Möglichkeit für die Ausschaltung
der auf Grund von Verschleiß und gegebenenfalls Durchbiegungen auftretenden negativen
Wirkungen eines Spaltes in der Schwenkebene t auf. Darüberhinaus wird eine einfache
Lösung dafür gegeben, wie ohne Widerlager optimale Dicht- und Gleitverhältnisse
zwischen Verteiler und Pumpenzylinder gewährleistet sind und bleiben. Ein weiterer
Vorteil liegt darin, daß auf Grund des fehlenden Anpreßdrucks beim Verschwenken
des
Verteilers die gesamte über die Schaltwelle eingeleitete Energie
zur Verfügung steht und nicht teilweise durch Reibung in der Schwenkebene aufgezehrt
wird.
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BEZUGSZEICHEN: 1 Trichter 2 (Trichter-) Rückwand 3 (Trichter-) Frontseite
4 (Trichter-) Boden 5 Öffnungen in der Rückwand 6 Pumpenzylinder 7 Verteiler 8 Schwenkhebel
9 Schwenkarm 10 Schaltwelle 11 Brillenplatte 12 Verschleißring 13 Druckleitung 14
15 Buchse 16 Gewindeansatz 17 Spannmutter 18 Verlängerung des Schwenkhebels 19 Kragen
am Schwenkhebel 20 flanschartige Erweiterung (des Verteilers) 21 22 Ringzylinderbaueinheit
23 Ringkolben 24 Außenring 25 Ringnut 26 Anschlüsse 27 Abdeckhaube 28 Bohrung 29
Anschlußleitungen 0 Schwenkachse t Schwenkebene d Drehebene # Mittellinie des Verteilers
Schnittpunkt