DE3333849A1 - Steuerung fuer den betonverteiler-umschaltzylinder einer betonpumpe - Google Patents

Description

Betonpumpen der genannten Art sind bekannt.Die Betonverteiler haben dabei die Form eines "S" (vgl.DE-PS 12 85 319), eines "C" (vgl.DE-PS 21 62 406) oder eines einfachen Bogenstücks (vgl. DE-OS 30 45 885). Das Grundkonzept der bekannten Betonpumpen basiert darauf, daß zwei im allgemeinen parallel zueinander angeordnete Kolben vorhanden sind, die im Tandembetrieb in einem ersten Arbeitstakt Beton aus einem Trichter ansaugen und in einem zweiten Arbeitstakt ausstoßen. Der Betonverteiler liegt dabei wechselweise dem einen oder anderen Kolben gegenüber und vermittelt den Betonfluß vom ausstoßenden Kolben zu einer angekoppelten Druckleitung. Damit wird jeweils alternierend Beton angesaugt und ausgestoßen, so daß im getakteten Tandembetrieb in der Druckleitung ein quasi kontinuierlicher Betonfluß entsteht.

Der Betonverteiler wird bei sämtlichen bekannten Systemen mittels eines oder zweier Umschalt- bzw. Schwenkzylinder gegen den Widerstand des sich im Trichter befindlichen Betons und gegen die Reibung zwischen der Stirnfläche des Betonverteilers und der Stirnseite der Kolben von einer

-A-

-A-

Arbeitsstellung zur zweiten Arbeitsstellung und wieder zurück verschwenkt. Bei den bekannten Systemen wird der Umschaltzylinder hydraulisch bewegt; der Kolben des Umschaltzylinders schlägt dabei in der jeweiligen Endlage quasi ungebremst auf den Zylinderdeckel auf. Physikalisch bedeutet dies, daß der Bremsweg des Kolbens

praktisch nur aus der elastischen Verformung der auf-

i
einander treffenden metallischen Teile resultiert, was letztlich zu den unangenehmen Schlaggeräuschen an den Umschaltzylindern im speziellen und an den Betonpumpen im allgemeinen führt.

Im Zusammenhang mit Hydraulikzylindern sind Brems-oder Dämpfungseinrichtungen bekannt, die auf dem Prinzip einer Auslaß-Drosselsteuerung beruhen. Dabei wird ein bestimmter Resthub des Zylinders durch geeignete konstruktive Maßnahmen dadurch zum Bremsweg erklärt, daß der freie Abfluß des Öls gesperrt und das Öl aus der entstandenen Kammer über eine festeingestellte oder aber hubabhängig gesteuerte Drossel geleitet wird. Bei diesen Einrichtungen wird die Antriebsenergie nicht abgeschaltet. Fährt ein derartiger Zylinder in seinen Bremsbereich ein, so wird die Antriebsenergie, d.h. der den Zylinder schiebende Druck dadurch bis zum maximal eingestellten Betriebsdruck des Systems hochgehen, daß der Zylinderbewegung nun plötzlich ein zusätzlicher Widerstand entgegengesetzt wird, die Pumpe jedoch weiterfördert. Der Bremsdruck wird dabei aufgrund des konstruktiv bedingten ungünstigen Kolbenflächenverhältnisses im allgemeinen sehr groß. Ferner ist eine derartige Einrichtung außerordentlich viskositäts- und somit temperaturabhängig. In jedem Fall wird auch hierbei der Kolben von der permanent anliegenden Antriebsenergie bis zum Hartanschlag am Zylinderdeckel geschoben.

Eine Auslaß-Drosselsteuerung dieser Art ist beispielsweise bekannt aus dem Buch "Hydraulische Arbeitszylinder" von Hans Lang,Krauskopf-Verlag,Mainz,1964,S - 35 ff„

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die Bewegung des Umschaltzylinders, d.h. seine kinetische Energie,derart zu beeinflussen, daß über einen vorgegebenen Bremsweg - kurz vor Erreichen der Endlagen des Schwenkbereichs - ein definiertes Abbremsen erreicht wird, und zwar derart, daß der Kolben des Umschaltzylinders dessen Zylinderdeckel nicht erreicht. Damit soll einerseits die Lärmbelästigung durch die genannten Schlaggeräusche vermieden v/erden; andererseits bedeutet dies aber auch, daß die mechanische Beanspruchung des Umschaltzylinders und der Betonpumpe als Ganzes eliminiert bzw. reduziert wird.

Neben der Eliminierung bzw. Reduzierung der genannten akustischen Unzulänglichkeit soll mit der erfindungsgemäßen Betonpumpe eine weitgehend temperatur- und
damit viskositätsunabhängige Bremswirkung für den Umschaltzylinder erreicht werden.

Die genannte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Umschaltzylinder mit einer hydraulischen Brückenschaltung gekoppelt ist, über die im Bereich eines vorgegebenen Bremsweges jeweils am Ende einer Schwenkbewegung die Antriebsenergie des Umschaltzylinders von einer reziprok proportionalen Bremsenergie überlagert wird.

Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Betonpumpe ergeben sich aus den Unteransprüchen; die Einzelheiten werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert

Fig. 1 zeigt eine hydraulische Brückenschaltung

a) in allgemeiner Form als 4-Kanten-Steuerung

b) in äquivalenter Schaltungsdarstellung.

Fig. 2 zeigt in vier Darstellungen a ...d die Funktionsweise des erfindungsgemäß modifizierten Umschaltzylinders

Fig. 3 zeigt eine Prinzipdarstellung eines detaillierten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen 4-Kanten-Steuerung, angewandt bei einem Umschaltzylinder für einen Betonverteiler

Fig. 4 zeigt die funktioneile Verbindung zwischen der Umschaltzylinder-Steuerung nach Fig. 3 und dem zu verschwenkenden Betonverteiler, angewandt auf eine Zwei-Zylinder-Betonpumpe.

Die in Fig. 1 dargestellte hydraulische Brückenschaltung dient letztlich als Regelventil und stellt als solches eine Kombination von 4 veränderlichen Blenden mit den hydraulischen Widerständen Rl bis R4 und den Durchflußwerten ql. ..q4 dar, die so in Verbindung gesetzt sind, daß die Drosselwirkung, welche sie auf die Flüssigkeitsströmung von einer Versorgungs- (P) zur Lastseite (M) hin ausüben, in der gewünschten Weise durch Verlagerung eines von außen betätigten Ventilteils verändert werden kann. Unter der Annahme, daß über die Last M nicht das geringste bekannt ist und daß der Druck P ebenso wie der Durchfluß q auf der Lastseite willkürlich jeden Wert bis herauf zu einem bestimmten Maximum annehmen können, besteht die theoretische Aufgabe darin, für jeden

Ventiltyp und sämtliche Betriebsbedingungen eine äquivalente Schaltung zu skizzieren und daraus eine charakteristische Gleichung abzuleiten, welche Ausdrücke für

P , q , für die Ventilstellung (bzw. ein anderes m m

Eingangssignal) und die bekannten Größen enthält» Diese charakteristische Gleichung, welche eine Raumfläche definiert, kann als P - q -Kurvenschar für das jeweilige Ventil aufgetragen v/erden. Darüberhinaus laßt sie sich manchmal differenzieren und die Differentialkoeffizienten

können abgeleitet v/erden»

Grundsätzlich ist die hydraulische Brückenschaltung ein Analogon zu der aus der Elektrotechnik bekannten "Wheatstone sehen Brückenschaltung", mit dem Unterschied, daß die hydraulischen Leitwerte 1/Rl - 1/R4 der Blenden 1-4 mit ihren Durchflußwerten ql - q4 parabolischer und nicht ohmscher(und somit linearer ) Natur sind. Dabei soll nochmals festgestellt werden, daß die elektrische Analogie zu einer Blende nicht durch einen gewöhnlichen Widerstand gegeben ist, sondern durch einen nichtlinearen, spannungsabhängigen Varistor, und daß ein Regelventil mit veränderlichem mechanischem Eingangssignal einer Triode und nicht einem Ohmschen Regelwiderstand entspricht.

Die 4-Kanten-Steuerung bildet in ihrer allgemeinen Form ein 4-Wegeventil, wie es in Fig. la und in Form der äquivalenten Schaltskizze Fig. Ib dargestellt ist. Die Schaltung entspricht der einer belasteten Wheatstoneschen Brücke, wobei die einzelnen Zweige einem quadratischen Gesetz genügen. Im Normalfall lassen sich alle vier Zweige gleichzeitig verändern, was durch die Pfeile und die verbindende gestrichelte Linie zum Ausdruck gebracht wird.

Der allgemeine konstruktive Aufbau und die Funktionsweise der in Fig. 1 gezeigten Brückenschaltung ist
wie folgt:

Das Herzstück der Brückenschaltungjist ein axialsymmetrischer Ventilkörper 1, in dem ein Steuerschieber 2 axial hin und her bewegbar ist und zwar um ein vorgegebenes Maß, den Steuerschieberhub X (Dies ist der Maximalhub des Steuerschiebers).

Der Innenraum des Ventilkörpers 1 , der gleichzeitig Aufnahme- und Verschieberaum des Steuerschiebers 2 ist, weist fünf Ringnuten 10 - 14 auf, deren mittlere mit einem Versorgungskanal verbunden ist und somit an Versorgungsdruck P liegt. Die beiden äußeren Ringnuten 10 und 14 sind mit einem gemeinsamen Rücklauf T und darüber mit einem Tank verbunden. Die beiden jeweils dazwischenliegenden Ringnuten 11,13 sind über zwei Anschlüsse A und B mit einer Last M , dem spezifischen Anwendungsfall entsprechend mit dem kolben- bzw. stangenseitigen Anschluß des Umschaltzylinders 3 verbunden.

Der Steuerschieber 2 besteht aus einer Stange, die endseitig je einen Flansch 20, 21 aufweist. Im Bereich dieser Flansche 20,21 wird der Steuerschieber 2 im Ventilkörper 1 getragen und geführt. Bezogen auf die Gestaltung und Anordnung des Ventilkörpers 1 weist der Steuerschieber 2 symmetrisch zu den mit dem Lastkreis verbundenen Ringnuten 11,13 zwei ringförmige Erweiterungen 22,23 auf.

Gemäß der in Fig. la gezeichneten Grundstellung liegen die genannten ringförmigen Erweiterungen 22,23 des
Steuerschiebers 2 mittig zu den zugehörigen Ringnuten 11,13 , so daß die Durchflußwerte ql-q4 sämtlich

gleich sind. Wird nun der Steuerschieber 2 - in Abhängigkeit von einer mechanischen Eingangsgröße K beispielsweise um einen Weg χ in der einen oder anderen Richtung (gemäß der Zeichnung nach links oder

nach rechts) bewegt, so ändern sich die Querschnitte und damit

v/ e r t e die Burchfluß-ql - q4 in bestimmter und aufeinander

abgestimmter Weise.

Die genannte mechanische Eingangsgröße K wird bei der anmeldungsgemäßen Betonpumpe über den Umschaltzylinder 3 initiiert und zwar - bestimmungsgemäß im Bereich eines definierten Bremsweges jeweils am Ende einer Schwenkbewegung.^ die Empfindlichkeit der Einrichtung zu verändern, kann K in einer mechanischen Ausführung auch durch unterschiedliche Hebellängen beeinflußt werden. Der in Fig. la gezeigte Prinzipaufbau einer hydraulischen Brückenschaltung ist in Fig. Ib in Form eines Schaltbildes dargestellt - in Analogie zur elektrotechnischen Darstellung der Wheatstoneschen Brückenschaltung - . Über die mechanische Eingangsgröße K werden die vier Durchfluß.werte ql - q4 gleichzeitig verstellt und zwar aufgabengemäß jeweils in der Bremsphase des Umschaltzylinders. Damit entsteht letztlich ein zur Kolbenbewegung des Umschaltzylinders gegenläufiger Regelsinn.

Die Arbeits- und Wirkungsv/eise des erfindungsgemäß konzipierten Umschaltzylinders wird anhand von Fig. 2 schematisch auf der Grundlage von vier funktionell aufeinander folgenden ARbeitszuständen erläutert. Dabei soll noch darauf hingewiesen werden, daß der Steuerschieber zusätzlich zu seiner Aufgabe als "Bremse" für den Kolben des Umschaltzylinders auch die dessenFunktion als Umschaltelement für den Betonverteiler bestimmende Bewegungsrichtung, d.h. Vor - oder Rücklauf, übernimmt»

- 10 -

Insoweit wirkt der Steuerschieber auch als normales

4-Wege- 2-Stellungs-S'teuerventil (siehe auch Funktionselement S in Fig. Ib).

Fig. 2a zeigt den Umschaltzylinder 3 in seiner Ruhelage mit eingefahrenem Kolben 30. Ein Steueranschluß S 2 ist mit Steuerdruck beaufschlagt; ein zweiter Steueranschluß S 1 ist gegen den Tank entlastet. Der Versorgungsdruck liege am Anschluß P an. Über eine Koppelstange 31 wird der Steuerschieber 2 im Ventilkörper (hier symbolisch dargestellt) gegen den am Steueranschluß S 2 anliegenden Steuerdruck in Mittelstellung gehalten. Es herrscht ein Kräftegleichgewicht zwischen der vom Kolben 30 des Umschaltzylinders 3 abgegebenen Kraft und der Kraft am Steuerschieber 2.

Die genannte Koppelstange 31 ist konstruktiv derart ausgebildet, daß sie mit ihrem einen Ende in den Kolben hineinreicht. Dieser weist einen axialen Innenraum 32 auf, der mit einem am genannten Ende der Koppelstange angeordneten Anschlagring 33 zusammenwirkt, wobei die Länge des axialen Innenraums 32 im wesentlichen dem Hub des Umschaltzylinders 3 entspricht. Das zweite Ende der Koppelstange 31 ist mechanisch fest mit dem Steuerschieber 2 verbunden, den sie bei Erreichen ihrer Endlagen im Innenraum 32 des Kolbens 30 im Sinne der gewünschten Bremswirkung bewegt.

Fig. 2b zeigt Steuerdruck an Steueranschluß Sl ; der Steueranschluß S2 ist gegen den Tank T entlastet. Die Umschaltung sei gerade erfolgt. Durch die Schaltbewegung des Steuerschiebers 2 wird die mit diesem verbundene Koppelstange 31 um den Weg des Steuerschieberhubes X von ihrem Anschlag an der rechten Innenseite des Kolbens zurückgezogen. Das Drucköl beginnt vom Anschluß P über

- 11 -

de m Anschluß B in die kolbenseitige Kammer des Umschaltzylinders 3 zu fließen. Der Kolben 30 beginnt auszufahren; er fährt solange mit maximaler Geschwindigkeit aus, bis die in Fig.2b bezeichneten beiden Anschläge 35 und 36 den Innenraum 33 des Kolbens 30 einerseits und am Anschlagring 33 der Koppelstange 31 andererseits sich berühren.

Zu diesem Zeitpunkt beginnt die Bremsphase. Mit der Weiterbewegung des Kolbens 30 wird über die Koppelstange 31 der Steuerschieber 2 in seine Mittelstellung gezogen. Hierdurch verändern sich die 4 Blendenquerschnitte (sh.ql-q4 in Fig. la) nach einer durch die Blendenform definierten Funktion über den Steuerschieberhub X dergestalt, daß sich die Antriebs- bzw. Bremsenergie im gewünschten Sinne zueinander verhalten, d.h. reziprokproportional überlagern. Durch den am Steueranschluß Sl anliegenden Steuerdruck werden die Anschläge 35 und 36 aufeinandergehalten. Der Umschaltzylinder 3 kommt in der in Fig. 2c dargestellten Lage zur Ruhe .

Fig. 2d zeigt nun wieder Steuerdruck an S2; Sl ist gegen den Tank T entlastet. Der Steuerschieber 2 befindet sich noch in seiner rechten Ruhelage (Kolben 30 ausgefahren). Durch den Steuerdruck an S2 wurde der Steuerschieber 2 geschaltet und die mit diesem verbundene Koppelstange 31 wurde von ihrem Anschlag an 35 (Fig.2b) um das Maß des Steuerschieberhubes X abgehoben.

Der Kolben 30 beginnt einzufahren; auch er fährt solange mit maximal möglicher Geschwindigkeit ein, bis ein durch die hintere Stirnseite des Innenraums 32 des Kolbens 30 gebildeter Anschlag 34 den Kopf der Koppelstange 31 berührt.

- 12 -

Hier beginnt wiederum der Bremsweg. Über die Koppelstange 31 wird der; Steuerschieber 2 gegen den am Anschluß S2 anliegenden Steuerdruck in die Mittelstellung geschoben. In der Mittelstellung des Steuerschiebers kommt das System nun wieder zur Ruhe siehe Fig. 2a - und es herrscht wieder Kräftegleichgewicht .

Wird der Kolben 30 des Umschaltzylinders 3 in seine durch die jeweilige Mittellage des Steuerschiebers 2 definierten Endlagen durch äußere Kräfte in positiver oder negativer Richtung verschoben, so wird diese Lageverschiebung über die Koppelstange 31 auf den Steuerschieber übertragen, welcher durch entsprechend gegensinniges Öffnen der Blendenquerschnitte diese Verschiebung unmittelbar kompensiert.

In Fig. 3 ist eine beispielhafte technische Realisierung der aus Steuerschieber 2 und Ventilkörper 1 bestehenden Bremseinrichtung in Verbindung mit dem Umschaltzylinder 3 einer Betonpumpe dargestellt. Die gezeichnete Stellung der funktionell zusammenwirkenden Elemente entspricht der Darstellung in Fig. 2c. Der Ventilkörper 1 ist gemäß dem hier gezeichneten Ausführungsbeispiel zweiteilig ausgebildet, einerseits aus einer Büchse 16 und andererseits einem fest in die Büchse eingesetzten Ringkörper 17.

Die Büchse 16 weist die Hydraulikanschlüsse für den Versorgungsdruck P und den Rücklauf T auf; ferner enthält die Büchse 16 die beiden Anschlüsse A und B für kolben- bzw. stangenseitige Beaufschlagung des Kolbens 30 des Umschaltzylinders 3 mit Hydraulikflüssigkeit. Bezugnehmend auf Fig. 1 ist die Anordnung

- 13 -

der Hydraulikanschlüsse A,B und P, T entsprechend den dort gezeichneten Ringnuten 10 - 14 so, daß in axialer Richtung betrachtet nacheinander ein Rücklaufanschluß T , ein Lastanschluß A ,der Versorgungsanschluß P , der zweite Lastanschluß B und der zweite Rücklaufanschluß T vorgesehen sind. Die beiden inneren Rücklaufanschlüsse T münden im Bereich der Wandstärke der Büchse 16 in einen gemeinsamen Kanal, so daß nach außen nur ein Rücklaufanschluß T angeschlossen werden muß.

Die anhand von Fig. la erläuterten Ringnuten 10-14 sind gemäß dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 in den genannten Ringkörper 17 eingearbeitet. Die beiden außen gelegenen Ringnuten 10,14 sind die Anschlußpunkte für die Rücklaufleitung, d.h. bezogen auf die Büchse 16 und den Ringkörper 17 müssen die Rücklaufanschlüsse T und die Ringnuten 10,14 miteinander korrespondieren. Daran anschließend sind im Ringkörper 17 die beiden mit der Last, d.h. über die Anschlüsse A und B mit dem Umschaltzylinder 3 verbundenen Ringnuten 11,13 eingearbeitet. Die mittlere 12 der fünf Ringnuten ist mit der Versorgungsleitung P verbunden.

Das Pendant zum Ventilkörper 1 im Hinblick auf die zu erfüllende Aufgabe als Bremseinrichtung für den Umschaltzylinder 3 ist der Steuerschieber 2. Dieser ist im wesentlichen als Hülse realisiert, längs deren Mantel die zu den genannten Ringnuten 10-14 im Ringkörper komplementären Funktionselemente angearbeitet sind. Die beiden fundamentalen Funktionselemente sind die - aus Fig. la bekannten - ringförmigen Erweiterungen 22,23. Diese korrespondieren mit den Anschlüssen A, B

- 14 -

für die Beaufschlagung des Umschaltzylinders 3 und bestimmen - im funktionellen Zusammenwirken mit den Ringnuten 11,13 - die Durchflußwerte ql - q4 für die Hydraulikflüssigkeit und damit letztlich die Bremsfunktion für den Kolben 30 des Umschaltzylinders

Die soweit beschriebene Konstruktion des zweiteiligen Ventilkörpers 1 und des Steuerschiebers 2 entsprechen der in Fig. la dargestellten Prinzip- und Funktionsdarstellung. Wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 2 erwähnt dient die aus Ventilkörper 1 und Steuerschieber 2 bestehende Bremseinrichtung auch als Umsteuerventil für die Schwenkrichtung des Umschaltzylinders 3 bzw. des Betonverteilers.

Zu diesem Zweck sind noch - die anhand Fig. 2 funktionell beschriebenen - Steueranschlüsse Sl , S2 integriert. Gemäß der Darstellung in Fig. 3 sind diese Steueranschlüsse durch je eine endseitige Bohrung 25,26 in der Büchse 16 und eine komplementäre Nut im Ringkörper realisiert. Der Steuerschieber 2 weist an seiner Mantelfläche - in Normalstellung - den genannten Bohrungen 25,26 gegenüberliegende Absätze 27,28 auf, die jeweils von der Stirnseite der den Steuerschieber bildenden Hülse weggerichtete Abschrägungen aufweisen. Je nachdem welcher Steueranschluß Sl bzw. S2 mit Steuerdruck beaufschlagt wird, wird der Steuerschieber 2 in die eine oder andere Richtung gedrückt, so daß schließlich der Anschluß A oder B für den Umschaltzylinder 3 mit dem Versorgungsanschluß P in Verbindung steht.

Der Ventilkörper 1 ist über einen Abschlußdeckel 29 verschlossen, der eine zentrische Ausnehmung für die freie Beweglichkeit des Steuerschiebers 2 hat. Auf der zweiten

- 15 -

Endseite des Ventikörpers 1 ist ein Zylinderdeckel des Umschaltzylinders 3 aufgesetzt. Damit wird über entsprechende Flanschkanten und -vorsprünge der Ringkörper 17 fest mit der Büchse 16 verspannt, was im Hinblick auf die Zuordnung zwischen den Ringnuten 10-14 und den Hydraulikanschlüssen A, B und P,T von großer Bedeutung ist.

An den Zylinderdeckel 37 schließt der Umschaltzylinder 3 an, dessen Kolben 30 im Zylinderinnenraum des Umschaltzylinders 3 dem Verschwenkweg des Betonverteilers entsprechend hin und her bewegt wird - und zwar im Takt über den (stangenseitigen) Hydraulikanschluß A und über den (kolbenseitigen) Hydraülikanschluß B. Diese beiden Anschlüsse A,B haben über die Zylinderdeckel 37,38 des Umschaltzylinders Verbindung zum Innenraum des Zylinders.

Die mechanische Kopplung zwischen dem Kolben 30 des Umschaltzylinders 3 und dem Steuerschieber 2 wird über die Koppelstange 31 vermittelt. Diese reicht mit ihrem einen Ende in den axialen Innenraum 32 des Kolbens 30 und stützt sich in der gezeichneten Darstellung über einen Anschlagring 33 an einer Umlaufkante (vgl. Anschlag 35 in Fig. 2) ab. Das zweite Ende

der Koppelstange 31 ist-gemäß dem gezeichneten Ausführungsbeispiel-über eine Nut/Feder-Verbindung fest m.it dem Steuerschieber 2 verbunden.Selbstverständlich sind auch andere Kopplungen denkbar,so ζ.B.elektrische oder pneumatische.

Die Funktionsweise dieser in Fig. 3 dargestellten und anhand dieser Fig. 3 erläuterten Hydrauliksteuerung ist im Detail anhand von Fig. 2 erläutert. Je nachdem welcher der Steueranschlüsse S 1, S2 mit Steuerdruck beaufschlagt ist, liegt der (stangenseitige) Umschaltzylinderanschluß A oder der (kolbenseitige) Umschaltzylinderanschluß B am

- 16 -

Versorgungsdruck P. Im jeweiligen Endbereich der Kolbenbewegung innerhalb des Umschaltzylinder-Innenraums 32 wird die Koppelstange 3 1 betätigt, wodurch die Durchflußwerte ql - q4 für die Hydraulikflüssigkeit zwischen Steuerschieber 2 und Ventilkörper 1 in vorgegebener, definierter Weise verändert werden. Damit wird nun auch eine definierte Bremswirkung auf den Kolben 30 des Umschaltzylinders 3 initiiert. Diese Bremswirkung ist im vorliegenden Fall derart definiert, daß Antriebs- und Bremsenergie sich reziprok-proportional zuverhalten und entsprechend überlagern. einan er

In Fig. 4 ist im Prinzip ein in einem (Beton-) Trichter 50 zwischen zwei Endlagen I und II (entsprechend den beidenrArbditsstellungen ) hin und her bewegter Betonverteiler 60 dargestellt. Der Betonverteiler 60 wird um einen Drehpunkt 61 geschwenkt und verbindet wie eingangs beschrieben - jeweils im Takt nacheinander einen Betonpumpenzylinder mit einer gemeinsamen nicht dargestellten Druckleitung. Betonpumpenzylinder und Druckleitung sind im allgemeinen so ausgerichtet, daß sie senkrecht zur Zeichenebene stehen.

Der Betonverteiler 60 wird über den Kolben 30 des Umschaltzylinders 3 zwischen den genannten Positionen I und II hin und her bewegt und zwar dadurch, daß ein entsprechender Hebelarm 62 des Betonverteilers 60 gelenkig mit dem Kolben 30 verbunden ist. Der Kolbenweg entspricht dem Verschwenkwinkel.

An den Umschaltzylinder 3 ist die am Ventilkörper 1 und Steuerschieber 2 bestehende Brems- und Steuereinheit angeflanscht. Je nach Beaufschlagung der Steuer-

- 17 -

anschlüsse Sl bzw. S2 wird der kolben- oder stangenseitige Anschluß A bzw. B für den Umschaltzylinder 3 aktiviert. Und jeweils zum Ende einer Schwenkbewegung wird der mit maximaler Geschwindigkeit ablaufende Bewegungsverlauf des Kolbens 30 des Umschaltzylinders 3 durch Verschiebung des Steuerschiebers 2 mittels der Koppelstange 31 im Sinne einer sich überlagernden Bremswirkung beeinflußt.

Diese Bremsfunktion ist bereits ausführlich anhand der Fig. 2 und 3 erläutert. Diesbezüglich sei abschließend noch darauf hingewiesen, daß die (mathematischphysikalische) Bremsfunktion durch geeignete Wahl der Durchlaß-Querschnitte ganz gezielt beeinflußbar ist. Wichtig ist in diesem Zusammenhang nur, daß gemäß der vorstehend beschriebenen Erfindung der Kolben des Umschaltzylinders die Zylinderdeckel nicht erreicht und daß mit der vorliegenden Erfindung darüberhinaus eine quasi temperatur- und damit viskositätunabhängige Einrichtung geschaffen ist.

Abschließend soll noch auf folgendes verwiesen werden: Die erfindungsgemäße Bremseinrichtung für einen zwischen zwei Endlagen hin-und hergehenden SchaltZylinder wurde an dem konkreten Anwendungsfall Betonpumpe erläutert. Es liegt jedoch im Rahmen dieser Erfindung, diese Bremseinrichtung ganz allgemein dann anzuwenden, wenn Schaltzylinder mechanische Schaltmittel, wie z.B.Ventile in verfahrenstechnischen Anlagen betätigen, deren Endstellungen (Schaltstellungen) jeweils durch einen mechanischen Anschlag bestimmt sind. Auch in diesen Fällen kann es zur Vermeidung der Schließgeräusche bzw. Aufschlaggeräusche erforderlich sein, eine geeignete Bremseinrichtung vorzusehen.

10 526
19.9.1983

1	Venti!körper	\	Buchse	(Verbindung	T)
10'		Hingkörper	Il	A1M)
11	\Ringnuten		M	P )
12		Il	B.M)
13	)	ft	T )
14
16
17

Steuerschieber

Flansch Flansch

ringförmige Erweiterung

Bohrung in Bohrung in

Absatz

Umschaltzylinder

Kolben

Koppelstange

axialer Innenraum des Kolbens

Anschlagring Anschlag

Anschlag Zylinderdeckel

50 (Beton) -Trichter

60 Betonverteiler

61 Drehpunkt

62 Hebelarm

1/Rl	. . .1/R4
R 1 .	. .R 4
q 1..	• q 4
P
M
Pm
qm
X
K
S 1
S 2

Hydraulische Leitwerte

hydraulische Widerstände

Durchflußwerte Versorgungsseite

Lastseite

Druck auf der Lastseite

Durchfluß auf der Lastseite

Steuerhub

mechanische Eingangsgröße zweiter Steueranschluß erster Steueranschluß

CO CO CO OO -P-CO

- Leerseite

Claims (1)

1. 333384

   Maschinenfabrik

   10 5 2 6

   Walter Scheele GmbH & Co. KG,
   4750 Unna-Massen

   Steuerung für den Betonverteiler-Umschaltzylinder einer Betonpumpe

   Patentansprüche

   Ein-oder Mehrzylinderpumpe (Betonpumpe) für breiige Massen wie z.B. Beton oder Mörtel mit einem rohrförmigen Betonverteiler, der über einen Umschaltzyiinder jeweils taktweise von einer ersten Arbeitsstellung in eine zweite und zurück verschwenkbar ist und dabei die Pumpenzylinder wechselweise mit einer Druckleitung verbindet, über die die zu fördernden Massen zu einer Einbringstelle gepumpt werden,

   dadurch gekennzeichnet, daß der Umschaltzyiinder

   mit einer hydraulischen Brückenschaltung gekoppelt ist, über die im Bereich eines vorgegebenen Bremsweges jeweils am Ende
   einer Schwenkbewegung die Antriebsenergie des Umschaltzylinders von einer reziprok proportionalen Brsmsenergie überlagert wird.

   2. Betonpumpe nach Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenschaltung durch eine 4-Kanten-

   Steuerung realisiert ist,

   wobei der Umschaltzylinder mit dem Eindringen in den Bremsweg über einen angekoppelten Steuerschieber durch Veränderung der freien Durchfluß-Querschnitte definiert gebremst wird.

   3. Betonpumpe nach Anspruch 2,
   dadurch gekennzeichnet, daß Umschaltzylinder und Steuerschieber

   mechanisch miteinander gekoppelt sind.

   4. Betonpumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung zwischen Umschaltzylinder

   und Steuerschieber durch eine Koppelstange realisiert ist,

   die mit einem Ende in einen zylindrischen Innenraum des Umschaltzylinders reicht und über dem Bremsweg äquivalente Anschläge mittels ihres zweiten Endes den Steuerschieber bewegt.

   5. Umschaltzylinder für mechanische Schaltmittel mit zwei definierten, durch Anschläge bestimmten Endstellungen,

   dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer hydraulischen Brückenschaltung gekoppelt ist, über die im Bereich eines vorgegebenen Bremsweges jeweils am Ende einer Schwenkbewegung die Antriebsenergie des Umschaltzylinders von einer reziprok proportionalen Bremsenergie überlagert wird

   19.9.1983 - 3 -