-
Beschreibung
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Förderung
von breiigen, abbindenden Massen, insbesondere Beton, welche eine Pumpe mit in Zylindern
geführten, parallel zueinander angeordneten Kolben aufweiset, welche die über einen
Trichter zuführbaren Massen wechselweise über einen im Trichter schwenkbar angeordneten
S-förmigen Verteiler in eine Druckleitung fördert, wobei der Trichter an seiner
Rückwand über 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.
-
Vorrichtungen dieser Art sind bekannt und zwar derart, daß der Verteiler
als S-förmiges Rohrst ü ck 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 erstgenannte "S"-Ende wird dieser Beton sodann der Druckleitung zugeführt.
-
(Vgl. VE-PS 12 85 319 und DE-AS 16 53 607).
-
Die Funktionsweise dieser bekannten Betonpumpe ist wie folgt: Bezogen
auf einen Pumpenzylinder wird in einem ersten Arbeitshub Beton angesaugt und in
einem zweiten Arbeitshub ausgedrückt.
-
Arbeiten die beiden Pumpenzylinder nun jeweils komplementär zueinander
und wird über den Verteiler sichergestellt, daß der jeweils
saugende
Pumpenzylinder eine freie Öffnung und der drückende Pumpenzylinder den Eingang des
Verteilers vorfindet, so kann der Trichterinhalt zur Einbringstelle gepumpt werden.
In Anbetracht dessen, daß die beiden Pumpenzylinder jeweils abwechselnd Beton aus
dem Trichter ansaugen und anschließend diesen Beton in die Druckleitung pressen
ergibt sich beim Übergang zwischen den beiden Arbeitsphasen eine Ruhepause in der
Betonförderung. Dies hat zur Folge, daß der Förderstrom des Betons in der Druckleitung
während des Umschaltens abreißt und daß die Betonsäule in der Druckleitung mit relativ
hohem Energieaufwand wieder auf Pump geschwindigkeit gebracht werden muß. Diese
Diskontinuität im Förderstrom führt ferner zu unangenehmen Wippbewegungen der Druckleitung,
insbesondere des Auslegers bei sogenannten Autobetonpumpenl was die Handhabung des
Endverteilerschlauchs erschwert.
-
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin,
eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die einen kontinuierlichen
Beton-Förderstrom gewährleistet.
-
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst) daß mindestens drei in symmetrischer
Verteilung auf einer Kreis linie angeordnete Pumpenzylinder mit korrespondierenden
Öffnungen vorgesehen sind, und daß der Verteiler konstruktiv wie folgt definiert
ist: a) er hat an seinem nicht den Pumpenzylindern gegenüberliegenden Ende einen
der Druckleitung entsprechenden Querschnitt, b) er ist bezüglich seiner den Pumpenzylindern
und damit den Öffnungen in der Schwenkebene gegenüberliegenden Querschnittfläche
so konfiguriert, daß er jeweils mindestens zwei Öffnungen überdeckt,
c)
er ist stufenweise um den Vollwinkel und ein Vielfaches davon verschwenkbar und
zwar um die durch die Kreisverteilung der Pumpenzylinder definierte, durch den Mittelpunkt
dieses Kreises führende Schwenkachse.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen;
Einzelheiten werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert: Fig. 1
zeigt einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung; Fig. 2 zeigt einen
Querschnitt gemäß der Schnittlinie A-B aus Fig. 1; Fig. 3 zeigt den Funktionsablauf
einer dreizylindrigen Betonpumpe gemäß der Erfindung.
-
In der Darstellung nach Fig. 1 ist der Teil einer Betonpumpe dargestellte
der für das Verständnis der vorliegenden Erfindung notwendig ist Demzufolge ist
der zentrale Mittelpunkt der Autobetonpumpe nach Fig. 1 ein Trichter 1 > in den
das zur Einbringstelle auf einer Baustelle zu fördernde Gut, d. h. der Beton, eingefüllt
wird.
-
Dieser Trichter 1 ist oben offen und durch eine Rückwand 2 eine Frontseite
3 und einen Boden 4 begrenzt. Im Bereich der Rückwand 2 sind entsprechend der erfindungsgemäßen
dreizylindrigen Betonpumpe drei auf einer Kreislinie symmetrisch verteilte Kreis-Öffnungen
5 vorgesehen, an die wiederum je ein Pumpenzylinder B angesetzt sind. Diese bestehen
aus einem Zylinderrohr 7 und einem axial beweglichen Kolben 8, Diese
Kolben
8 saugen einerseits durch die Öffnungen 5 Beton aus dem Trichter 1 an und drücken
diesen Beton in einer nachfolgenden Arbeitsphase über einen Verteiler 9 in eine
-nicht dargestellte - Druckleitung. Die einzelnen Phasen "Saugen" und'Pumpen" -
bezogen auf die drei Pumpenzylinder 6 -werden anhand von Fig. 3 erläutert.
-
Hinsichtlich der Konfiguration des Verteilers 9 gilt folgendes.
-
Bezogen auf den Betonförderweg im Verteiler 9 hat er einen etwa S-förmigen
Verlauf und zwar derart, daß bezogen auf die durch die Schwenkebene t zwischen dem
Verteiler 9 einerseits und den Öffnungen 5 andererseits das zweite Ende des Verteilers
9 in einem zur genannten Schwenkebene ot parallelen kreisförmigen Anschnitt endet.
Die durch diesen Anschnitt gehende Mittelachse (Schwenkachse Q4 ) verläuft dabei
exakt durch den durch die Kreisverteilung der Öffnungen 5 bzw. Pumpenzylinder 6
definierten Kreismittelpunkt. Beim Drehen des Verteilers 9 um die Schwenkachse 04
wird somit bei entsprechender konstruktiver Anpassung bzw. dimensionsmäßiger Abstimmung
zwischen der Verteilerkrümmung und dem Kreisradius der Pumpenzylinderanordnung -
der in der Schwenkebene t gedrehte Anfang des Verteilers 9 jeweils vor den Öffnungen
5 in der Rückwand 2 des Trichters 1 vorbeigedreht.
-
Die spezielle, erfindungsgemäße Konfiguration des vor den Öffnungen
5 vorbeidrehenden Verteiler-Anfangs ist derart, daß nach Art eines bezüglich der
Trichtermündung zusammengequetschten Trichters jeweils zwei Öffnungen 5 gleichzeitig
überdeckt werden.
-
Über die korrespondierenden Pumpenzylinder 6 wird nun gleichzeitig
Beton in die "Trichtermtindung" gepumpt. Diese führt in ein gemeinsames, an die
Druckleitung anschließendes Rohrstück (als Abflußrohr) und gibt den hineingepumpten
Beton an diese Druckleitung ab.
-
Hinsichtlich der konstruktiven Ausgestaltung des Verteilers 9 soll
unter Hinweis auf Fig. 1 folgendes angemerkt werden.
-
Angesichts dessen, daß der Durchtritt durch die Frontseite koaxial
zu den Pumpenzylindern 6 ausgebildet ist und der S-förmige Teilbereich des Verteilers
9 fertigungstechnisch etwas komplizierter ist, besteht dieser aus einem den S-förmigen
Teilbereich bestimmenden Rohrkrümmer 10 und einem angeflanschten, durch die Frontseite
3 hindurchgeführten Zylinderrohr 11. Dieses Zylinderrohr 11 ist in einem mit der
Frontseite 3 verbundenen Lager 12 drehbar gelagert.
-
An dieses Lager 12 schließt ein Schwenktrieb 13 an, über welchen der
Verteiler 9 jeweils in bestimmten Intervallen um einen bestimmten - von der Zahl
der Pumpenzylinder 6 abhängigen - Winkel verdreht wird. Im Beispiel der dreizylindrigen
Betonpumpe beträgt dieser Winkel jeweils 1200. Der Schwenktrieb 13 selbst ist so
konfiguriert, daß er als Hydraulikantrieb nach Art eines Richtgesperre den Verteiler
9 jeweils um den erwähnten bestimmten Winkel mitnimmt und in der erreichten Position
verriegelt.
-
Im Bereich des vor den Öffnungen 5 in der Rückwand 2 vorbeischwenkenden
Verteiler-Anfanist koaxial zur Schwenkachse ein mit dem Verteiler 9 fest verbundener
Bolzen 14 vorgesehen.
-
Dieser ist über eine Abstützung 15 an der Rückwand 2 des Trichters
1 und eine endseltig aufgedrehte Schraubenmutter 16 axial verstellbar. Damit läßt
sich ein durch Verschleiß in der Schwenkebene t entstehender Spalt ausgleichen.
-
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 werden im folgenden die Details im hinblick
auf die Anordnung der Pumpenzylinder 6 und Öffnungen 5, sowie auf den vor den Öffnungen
5 vorbeischwenkenden Verteiler 9 erläutert.
-
Gemäß dem Ausführungsbeispiel sind die drei Öffnungen 5 in der Rückwand
2 und die korrespondierenden Pumpenzylinder 6 auf einer Kreislinie £ um die Schwenkachse
jeweils um 1200 versetzt angeordnet. Die drei Öffnungen 5 und die dahinterliegenden
Pumpenzylinder 6 seien mit I, II und III gekennzeichnet.
-
Im dargestellten Beispiel überdeckt der Verteiler 9 mit seinem trichtermündnungsähnlichen
Anschnitt die Öffnungen/P umpen -zylinder I und II. Der in der Schwenkebene t liegende
Verteileranschnitt hat die Außenkontur eines Langlochs, wobei der durch die Schwenkachse
> verlaufende Steg radial um diese Schwenkachse o eine Erweiterung zur Aufnahme
des Bolzens 14 aufweist. Wird nun der Verteiler 9 um die Schwenkachse α und
zwar um 120° im Uhrzeigersinn verdreht, so liegt die "Trichtermündung" den Öffnungen/Pumpenzylindern
II und III gegenüber.
-
Zur Funktionsweise der erfindungsgemäßen Betonpumpe wird auf das
Ablaufschema von Fig. 3 verwiesen. Dabei sind jeweils die Betriebsphasen der Zylinder
I, II, III , d. h. "Saugen" oder "Pumpen" im zeitlichen Nacheinander und Zueinander
dargestellt.
-
Gleichzeitig ist angedeutet, in welcher Arbeitsstellung sich gerade
der Verteiler 9 befindet, d. h. welche Pumpenzylinder die Druckleitung mit Beton
versorgen.
-
In der Darstellung a) - die der Arbeitsstellung gemäß Fig. 1 und
2 entspricht - hat der Verteiler 9 offene Verbindung zu den Zylindern I und II.
Der Zylinder I hat seine Be tonfüllung völlig ausgedrückt; d. h. der Kolben befindet
sich in seiner Endstellung "Pumpen". Der Zylinder II sei noch zur Hälfte voll, während
der Zylinder III sich in der Endstellung "Saugen" befindet. Der Zylinder III hat
also gerade einen vollständigen Saughub zurückgelegt.
-
Bei dieser Konstellation erfolgt nun die Verdrehung des Verteilers
um eine Teilung, d.h. um 1200.
-
Dies bedeutet, daß nunmehr (Fig. 3 b) der Verteiler Zugang zu den
Zylindern II und III hat. Der leere Zylinder I schaltet auf Saughub, Die beiden
Zylinder II und III pumpen in den Verteiler und hier zeigt sich nun der Kern der
Erfindung.
-
Während des Umschaltens des Verteilers wird bei der erfindungsgemäßen
Konfiguration die Betonfüllung aus dem Zylinder II kontinuierlich weiter in den
Verteiler gedrückt, so daß keinerlei Unterbrechung in der Betonförderung eintritt.
-
Der nächste markante Zeitpunkt (vgl. Fig. 3 c) liegt vor, wenn der
Zylinder II leer ist. In diesem Moment hat der Zylinder I seinen Saughub beendet
und der Zylinder III ist zur Hälfte leer.
-
Während des Umschaltens (Fig. 3 d ) der Zylinderkonstellation 11/111
auf die Zylinderkonstellation I und III pumpt der Zylinder III kontinuierlich in
den Verteiler weiter. Der Zylinder I wechselt auf die Betriebsphase "Pumpen" und
der Zylinder II in die Betriebsphase "Saugen". Der Zylinder III ist noch zur Hälfte
voll.
-
Wenn (vgl. Fig. 3 e) der Zylinder III seine Endstellung "Pumpen" erreicht
hat, d.h. leer ist, ist der Zylinder II in der Endstellung "Saugen". Der Zylinder
I ist noch zur Hälfte gefüllt.
-
Nachdem der Zylinder III leer ist, schaltet der Verteiler (wieder)
in die (Ausgangs-)Konstellation I/II weiter - ohne Unterbrechung des Betonflusses
(vgl. Fig. 3 f).
-
Dieser Vorgang wiederholt sich nun - theoretisch - beliebig oft, wobei
dimer Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, einen kontinuierlichen Betonfluß zu erreichen,
hervorragend gelöst ist. Selbstverständlich
sind bezüglich des
Schwenkantriebs auch andere Lösungen denkbar. Auch können natwirlich auf der Grundlage
des rotierenden Verteilers mit mehreren pumpenden Zylindern mehr als drei dieser
Zylinder vorgesehen sein.
-
Bezüglich der Steuerung der Zylinder sei noch auf folgendes hingewiesen.
Im Ablaufschema nach Fig. 3 war davon ausgegangen, daß der Saughub relativ zum Druckhub
(Pumphub) mit doppelter Kolbengeschwindigkeit abläuft. Die Druckhübe waren gleich,
so daß während des Umschaltens die Druckleitung nur mit der halben Fördermenge beaufschlagt
wird. Es dürfte jedoch im Können des Durchschnittsfachmanns liegen, eine Drucksteuerung
für die jeWeils pumpenden Zylinder derart auszubilden, daß während der kurzen Umschaltphasen
der weiter pumpenden Zylinder mehr Beton fördert. Auf diese Weise läßt sich letztlich
nicht nur ein kontinuierlicher Betonförderstrom an sich, sondern auch eine kontinuierlich
konstante Fördermenge erreichen.
-
Bezugszeichen 1 Trichter 2 ' Rückwand 3 -Frontseite 4 Boden 5 Öffnungen
(als Übergang zu Pumpenzylindern) 6 Pumpenzylinder 7 Zylinderrohr der Pumpenzylinder
8 Kolben der Pumpenzylinder 9 Verteiler 10 Rohrkrümmer (Verteiler 11 Zylinderrohr
(Verteiler) 12 Lager 13 Schwenktrieb 14 Bolzen 15 Abstützung 16 Schraubmutter
Schwenkachse Schwenkebene Kreislinie I II III
Pumpenzylinder im Ablaufschema
Leerseite