DE3905366A1 - Rohrweiche fuer zweizylinder-dickstoffpumpen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrweiche für Zweizylinder- Dickstoffpumpen mit einem in einen Materialaufgabebehälter eingreifenden oder in diesem angeordneten, vor einer mit Öffnungen für den Materialdurchtritt versehenen Verschleiß­ platte mittels eines Schwenkmechanismus abwechselnd hin- und herverschwenkbaren Schwenkrohr und einem auf dem zylin­ derseitigen Ende des Schwenkrohrs gegebenenfalls unter Zwi­ schenschaltung eines gummielastischen Dichtrings um die eigene Achse drehbar angeordneten Verschleißring.

Rohrweichen dieser Art, die einen selbsttätig hydrostatisch nachstellenden, als Automatikring bezeichneten Verschleiß­ ring tragen, sind bekannt (DE-PS 26 14 895 und DE-PS 31 03 321). Mit dem Verschleißring wird unter der Einwirkung des in der Rohrweiche herrschenden hydrostati­ schen Innendrucks sowohl eine dichtende als auch eine ver­ schleißausgleichende Wirkung erzielt. Beim Durchschalten des Schwenkrohrs wird der Verschleißring gleitend über die Verschleißplatte bewegt, so daß sich vor allem bei Vorhanden­ sein abrasiver Materialien allmählich eine Riefenbildung im Verschleißring ergibt. Die etwa die Form von Kreisen um die Drehachse des Schwenkrohrs aufweisenden Riefen führen bei zunehmendem Verschleiß zu ungleichmäßigen Spaltbreiten zwischen Verschleißring und Verschleißplatte und damit zu einem zunehmenden Ausbluten des unter Druck stehenden Förder­ guts.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Rohr­ weiche dahingehend zu verbessern, daß sich der Verschleiß­ ring bei den Schwenkvorgängen des Schwenkrohrs allmählich in einer Vorzugsrichtung um seine Achse am Schwenkrohr ver­ dreht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorge­ schlagen, daß der Verschleißring in den beiden Schwenkrich­ tungen des Schwenkrohrs mit gleichsinnigen oder mit betrags­ mäßig unterschiedlichen gegensinnigen, eine Haftreibung gegenüber dem Schwenkrohr überwindenden Reibmomenten um seine Drehachse beaufschlagbar ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden die Reibmomente durch positions- und/oder schwenkrichtungs­ abhängige Reibkräfte zwischen dem Verschleißring und der Verschleißplatte erzeugt. Zu diesem Zweck kann die Schwenk­ achse des Schwenkrohrs gegenüber der Flächennormalen der Anlagefläche des Verschleißrings einen zur Seite der einen Öffnung weisenden spitzen Winkel einschließen. Dieser Winkel kann entweder durch eine entsprechende Ausrichtung der Schwenkachse oder durch eine zwischen den beiden Öffnun­ gen keilförmig ausgebildete Anlagefläche der Verschleiß­ platte eingestellt werden. Als besonders vorteilhaft hat sich ein Winkel zwischen Schwenkachse und Flächennormalen von 1 bis 5°, vorzugsweise 2 bis 3° erwiesen.

Weiter ist es bei einer Rohrweiche, bei der die Schwenkachse während des Schwenkvorgangs mit einer das Schwenkrohr gegen die Verschleißplatte drückenden Axialkraft beaufschlagt ist, zur Erzeugung der variablen Reibkräfte möglich, daß die Axialkraft in Abhängigkeit von der Schwenkrichtung und/oder der Schwenkposition des Schwenkrohrs unterschied­ lich ist. Der Schwenkmechanismus kann zu diesem Zweck durch zwei Hydrozylinder gebildet sein, die mit ihrer Kolbenstange exzentrisch an der Schwenkwelle und mit ihrem zylindersei­ tigen Ende an behälterfesten Punkten in zueinander entgegen­ gesetzten schrägen Ausrichtungen mit betragsmäßig unter­ schiedlichen Anstellwinkeln angelenkt sind.

Die nach Maßgabe der Schwenkrichtung verschiedene Reibwir­ kung kann auch durch ein in den Schwenkweg des Verschleiß­ rings eingreifendes, schwenkrichtungsabhängig gegen den Verschleißring exzentrisch andrückbares, vorzugsweise als Gummipuffer ausgebildetes Reiborgan erzeugt werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einiger in der Zeich­ nung in schematischer Weise dargestellter Ausführungsbei­ spiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Materialaufgabebehälter einer Zweizylinder-Dickstoffpumpe mit Rohrweiche in teilweise geschnittener Darstellung;

Fig. 2 einen Ausschnitt aus der Rohrweiche nach Fig. 1 in einer Draufsicht auf die Verschleißplatte;

Fig. 3 eine Darstellung der Rohrweiche entsprechend Fig. 2 mit zusätzlichem Reiborgan;

Fig. 4 eine Darstellung einer Rohrweiche entsprechend Fig. 3 mit pendelartig aufgehängtem Reiborgan.

Die in der Zeichnung ausschnittweise dargestellte Zweizy­ linder-Dickstoffpumpe ist an den Mündungen der Förderzylin­ der 24′, 24′′ auf der Seite der Rückwand 10 eines Material­ aufgabebehälters 9 durch eine mit zwei Öffnungen 18′, 18′′ für den Materialdurchtritt versehene brillenförmige Ver­ schleißplatte 8 abgedeckt. Auf der Innenseite des Material­ aufgabebehälters 9 ist das Schwenkrohr 1 einer Rohrweiche mit ihrer einen Verschleißring 22 tragenden Stirnseite vor der Verschleißplatte 8 mittels einer Schwenkwelle 5 um eine horizontale Achse so hin- und herverschwenkbar angeordnet, daß seine zylinderseitige Öffnung abwechselnd vor die eine oder andere Öffnung 18′, 18′′ der Verschleißplatte 8 gelangt und die andere Öffnung 18′′, 18′ zum Inneren des Material­ aufgabebehälters 9 freigibt. An seinem der Verschleißplat­ te 8 gegenüberliegenden Ende ist das Schwenkrohr 1 in einem durch die betreffende Wand des Materialaufgabebehälters 9 hindurchgeführten Druckrohrlager 12 gelagert und mündet dort in ein Förderrohr 14. Die Betätigung des Schwenkrohrs 1 erfolgt über einen mit Hydrozylindern 7′, 7′′ betätigbaren Schalthebel 6, der die in der Behälterrückwand 10 gelagerte Schwenkwelle 5 antreibt.

Zur Vermeidung eines ungleichmäßigen Verschleißes und einer dadurch bedingten Riefenbildung im Bereich der Anlagefläche des Verschleißrings 22 gegen die Verschleißplatte 8 ist der Verschleißring 22 um seine eigene Achse drehbar auf dem Schwenkrohr 1 gelagert. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Aus­ führungsbeispiel wird die Rotation des Verschleißrings 22 in einer Richtung dadurch begünstigt, daß die Verschleiß­ brille 8 keilförmig ausgebildet wird. Sie kann z.B. im Be­ reich des Zylinders 24′ eine Dicke von 20 mm und im Bereich des Zylinders 24′′ eine Dicke von 22 mm aufweisen. Wird das Schwenkrohr 1 von der Seite des Zylinders 24′ zum Zylin­ der 24′′ durchgeschoben, so gleitet der Verschleißring 22 über eine (in Fig. 1 übertrieben dargestellte) ansteigende Ebene hinweg. Wie in Fig. 2 angedeutet ist, bilden sich bei diesem Schwenkvorgang am Umfang des Verschleißrings Reibkom­ ponenten 31 und 32 aus, die den Verschleißring unter Überwin­ dung der Haftreibung gegenüber dem Schwenkrohr 1 in Richtung des Pfeils 29 drehen. Durch die in Richtung zur Öffnung 18′′ dicker werdende Verschleißplatte 8 wird die Anpressung beim Durchschwenken in Richtung des Pfeils 30 zunehmend vergrößert, so daß eine entsprechende Zunahme des Rotations­ effekts auftritt und sich der Verschleißring am Ende der Schwenkbewegung um einige Winkelgrade in Richtung des Pfeils 29 verdreht hat. Beim Zurückschalten vom Zylinder 24′′ zum Zylinder 24′ gleitet dagegen der Verschleißring 22 die schie­ fe Ebene herunter, mit dem Effekt, daß die Anpressung allmäh­ lich abnimmt. Es hat sich nun gezeigt, daß sich der Ver­ schleißring beim Abgleiten auf der schiefen Ebene weniger zurückdreht als er sich beim Aufgleiten vorher verdreht hat. Dadurch wird der Verschleißring 22 im Pilgerschritt-Ver­ fahren allmählich in einer Vorzugsrichtung um seine Achse verdreht, so daß sich die erwünschte gleichmäßige Umfangsab­ nützung ergibt.

Eine weitere Möglichkeit zur Erzielung dieses Effekts be­ steht darin, daß die Schwenkwelle 5 nicht parallel zur Achs­ richtung der beiden Förderzylinder 24′, 24′′ und zur Nor­ malenrichtung der Verschleißplatte ausgerichtet, sondern um 2 bis 3° geneigt wird. Diese Neigung kann beispielsweise so ausgeführt sein, daß sich die verlängerte Achse der Schwenkwelle 5 mit der durch die Achsen der Förderzylinder 24′, 24′′ aufgespannten Ebene in einer Entfernung von mehre­ ren Metern in Richtung Förderleitung schneidet.

Ähnliche Reibverhältnisse wie bei der keilförmig ausgebil­ deten Verschleißplatte 8 ergeben sich, wenn die Achse der Schwenkwelle 5 parallel zu den Zylinderachsen 24 verläuft, jedoch seitlich um etwa 2 bis 3° gegenüber diesen geneigt ist.

Eine weitere Möglichkeit, den Verschleißring 22 in eine allmähliche Drehung um seine Achse zu versetzen, kann darin bestehen, daß die axiale Kraftkomponente mit der das Schwenk­ rohr 1 mit dem Verschleißring 22 gegen die Verschleißplatte S angepreßt wird, nach Maßgabe der Schwenkrichtung unterschied­ lich gewählt wird. Dies wird bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch erreicht, daß der Anlenkabstand der Rohrweichenumschaltzylinder 7′, 7′′ relativ zur Rück­ wand 10 des Behälters 9 unterschiedlich gewählt wird. Wird wie in dem gezeigten Ausführungsbeispiel, der Schaltzylin­ der 7′′ mit einem kleineren Abstand 33 relativ zur Rück­ wand 10 angelenkt als der Schaltzylinder 7′ mit seinem Ab­ stand 34, so ist die axiale Anpressung des Verschleißrings 22 aufgrund der schräg wirkenden Kraftkomponente des Schalt­ zylinders 7′′ größer als diejenige des Schaltzylinders 7′. Unabhängig davon, ob die Verschleißplatte 8 gleich dick oder keilförmig ausgebildet ist, wird hier also die Reibung zwischen Verschleißring 22 und Verschleißplatte 8 größer sein, wenn der Schaltzylinder 7′′ ausfährt, und kleiner wenn der Schaltzylinder 7′ ausfährt. Selbstverständlich kann die Drehung des Verschleißrings 22 durch zusätzliche keilförmige Ausbildung der Verschleißplatte oder geneigte Ausrichtung der Schwenkachse noch verbessert werden.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein zu­ sätzliches, als Gummipuffer ausgebildetes Reiborgan vor­ gesehen, das innerhalb des Materialaufgabebehälters im Be­ reich der einen Öffnung der Brillenplatte so angeordnet ist, daß der Verschleißring des durchschaltenden Schwenk­ rohrs auf ihm aufläuft. Wenn das Schwenkrohr in Richtung des Pfeils 30 verschwenkt wird, wird hierbei der Verschleiß­ ring 22 in Richtung des Pfeils 29 ein kurzes Stück weit um seine Achse gedreht. Erfahrungsgemäß wird sich beim Zu­ rückschwenken auch ohne Veränderung der Stellung des Reibor­ gans 40 eine unterschiedliche Drehung ergeben, die dazu führt, daß sich der Verschleißring allmählich in einer Vor­ zugsrichtung vollständig dreht. Dieser Effekt kann dadurch noch unterstützt werden, daß das Reiborgan nur in der einen Schwenkrichtung 30 des Schwenkrohrs 1 gegen den Verschleiß­ ring angepreßt wird und in der anderen Durchschaltrichtung von diesem abgehoben oder mit geringerem Anpreßdruck ange­ drückt wird.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das als C-Rohr ausgebildete Schwenkrohr 1 an einem Drehpunkt außerhalb des Beschickungsbehälters 9 gelagert. Weiter ist dort ein um eine Horizontalachse 43 drehbarer Pendelarm 42 vorgesehen, der an seinem freien Ende ein als Gummibolzen ausgebildetes Reiborgan 40 trägt, mit dem er in den Schwenk­ weg des Verschleißrings 22 im Bereich der Öffnung 18′′ ein­ greift. Die Pendelbewegung des Pendelarms 42 in Richtung des Doppelpfeils 45 ist nach der einen Seite in der in strichpunktierten Linien eingezeichneten Stellung des Pendel­ arms durch einen Anschlag begrenzt.

Wird das Schwenkrohr 1 aus seiner Stellung vor der Öff­ nung 18′ zur Öffnung 18′′ um seine Achse 5 verschwenkt, so wird der Pendelarm 42 in der Nähe der Öffnung 18′′durch das Schwenkrohr erfaßt und läuft unter Drehen um seine Achse 42 auf dem Verschleißring 22 auf. Wird nun das Schwenk­ rohr im Anschluß daran in umgekehrter Richtung durchgeschal­ tet, so wirkt das gummielastische Reiborgan 40 mit einer größeren Druckkraft auf den Umfang des Verschleißrings, so daß bei geeigneter Einstellung der Reibkräfte eine Dreh­ mitnahme des Verschleißrings um seine eigene Achse erfolgt. Die dargestellte Einrichtung hat den Vorzug, daß die er­ höhte Reibung zum Verdrehen des Verschleißrings 22 nur auf­ tritt, wenn das Schwenkrohr aus der Schaltstellung heraus­ schwenkt. In dieser Stellung wird relativ wenig hydraulische Schaltkraft benötigt, während in umgekehrter Richtung beim Schließen des Schwenkrohrs ein hohes Schaltmoment erforder­ lich ist, weil dort Beton verdrängt und Steine im Schließ­ spalt gebrochen werden müssen.

Grundsätzlich ist es möglich, statt des Pendelarms 40 auch einen einseitig an der Stelle 43 eingespannten Biegearm zu verwenden, ähnlich dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3.

Claims (13)

1. Rohrweiche für Zweizylinder-Dickstoffpumpen mit einem in einen Materialaufgabebehälter (9) eingreifenden oder in diesem angeordneten vor einer mit Öffnun­ gen (18′, 18′′) versehenen Verschleißplatte (8) mittels eines Schwenkmechanismus (6, 7′, 7′′) abwechselnd hin- und herverschwenkbaren Schwenkrohr (1) und einem auf dem zylinderseitigen Ende des Schwenkrohrs (1) gege­ benenfalls unter Zwischenschaltung eines gummielasti­ schen Dichtrings um die eigene Achse drehbar angeord­ neten Verschleißring (22), dadurch gekennzeichnet, daß der Verschleißring (22) in den beiden Schwenk­ richtungen des Schwenkrohrs (1) mit gleichsinnigen oder mit betragsmäßig unterschiedlichen gegensinnigen eine Haftreibung gegenüber dem Schwenkrohr (1) über­ windenden Reibmomenten (31, 32) um seine Drehachse beaufschlagbar ist.

2. Rohrweiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibmomente durch positions- und/oder schwenk­ richtungsabhängige Reibkräfte (31, 32) zwischen dem Verschleißring (22) und der Verschleißplatte (8) er­ zeugbar sind.

3. Rohrweiche nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schwenkachse (5) des Schwenk­ rohrs (1) gegenüber der Flächennormalen der Anlage­ flächen der Verschleißplatte (8) einen zur Seite der einen Öffnung (18′′) weisenden spitzen Winkel ein­ schließt.

4. Rohrweiche nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißplatte (8) eine zwischen den beiden Öffnungen (18′, 18′′) keilförmig ausgebildete Anlagefläche für den Verschleißring (22) aufweist.

5. Rohrweiche nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Keilwinkel der Anlagefläche bzw. der spitze Winkel zwischen Schwenkachse (5) und Flächen­ normalen 1 bis 5°, vorzugsweise 2 bis 3° beträgt.

6. Rohrweiche nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Schwenkachse (5) während des Schwenkvorgangs mit einer das Schwenkrohr (1) gegen die Verschleißplat­ te (8) drückenden Axialkraft beaufschlagbar ist, da­ durch gekennzeichnet, daß die Axialkraft in Abhängig­ keit von der Schwenkrichtung des Schwenkrohrs (1) unterschiedlich ist.

7. Rohrweiche nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkmechanismus durch zwei Hydrozylinder (7′, 7′′) gebildet ist, die mit ihrem einen, vorzugs­ weise kolbenstangenseitigen Ende exzentrisch an der Schwenkwelle (5) und mit ihrem anderen, vorzugsweise zylinderseitigen Ende an behälterfesten Punkten (21′) in zueinander entgegengesetzter schräger Ausrichtung mit betragsmäßig unterschiedlichen Anstellwinkeln angelenkt sind.

8. Rohrweiche nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekenn­ zeichnet durch ein in den Schwenkweg des Verschleiß­ rings (22) eingreifendes, schwenkrichtungsabhängig gegen den Verschleißring exzentrisch andrückbares, vorzugsweise als Gummipuffer ausgebildetes Reibor­ gan (40).

9. Rohrweiche nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekenn­ zeichnet durch einen an seinem freien Ende ein in den Schwenkweg des Verschleißrings (22) eingreifendes Rast- oder Reiborgan (40) tragenden, begrenzt ver­ schwenkbaren Pendel- oder Biegearm (42), der in der einen Schwenkrichtung des Schwenkrohrs (1) unter Auf­ laufen auf den Verschleißring (22) aus einer Anschlag­ stellung auslenkbar und in der anderen Schwenkrich­ tung unter Drehmitnahme des Verschleißrings (22) gegen seinen Anschlag zurückverschwenkbar ist.

10. Rohrweiche nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Reiborgan (40) und/oder der Biegearm (42) als gummielastischer Bolzen ausgebildet ist.

11. Rohrweiche nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Reiborgan (40) in der Nähe einer der beiden Öffnungen (18′, 18′′) angeordnet ist.

12. Verfahren zum Betätigen einer Rohrweiche für Zwei­ zylinder-Dickstoffpumpen mit einem vor einer mit Öff­ nungen versehenen Verschleißplatte abwechselnd hin- und herverschwenkbaren Schwenkrohr und mit einem auf dem zylinderseitigen Ende des Schwenkrohrs gegebenen­ falls unter Zwischenschaltung eines gummielastischen Dichtrings axial verschiebbaren und um seine eigene Achse drehbaren Verschleißring, dadurch gekennzeich­ net, daß der Verschleißring beim Verschwenken des Schwenkrohrs mit gleichsinnigen oder mit betragsmäßig unterschiedlichen gegensinnigen, eine Haftreibung gegenüber dem Schwenkrohr überwindenden Reibmomenten um seine Drehachse beaufschlagt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschleißring mit in Abhängigkeit von der Schwenkrichtung variablen Anpreßkräften gegen die Verschleißplatte angedrückt wird.