DE3905366C2 - Rohrweiche für Zweizylinder-Dickstoffpumpen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrweiche für Zweizylin­ der-Dickstoffpumpen mit einem in einen Materialaufgabe­ behälter eingreifenden oder in diesem angeordneten, vor einer mit Öffnungen für den Materialdurchtritt versehe­ nen Verschleißplatte mittels eines Schwenkmechanismus abwechselnd hin- und herverschwenkbaren Schwenkrohr und einem auf dem zylinderseitigen Ende des Schwenkrohrs gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines gummiela­ stischen Dichtrings um die eigene Achse drehbar ange­ ordneten Verschleißring.

Rohrweichen dieser Art, die einen selbsttätig hydrosta­ tisch nachstellenden, als Automatikring bezeichneten Verschleißring tragen, sind bekannt (DE 26 14 895 C3 und DE 31 03 321 C2). Mit dem Verschleißring wird un­ ter der Einwirkung des in der Rohrweiche herrschenden hydrostatischen Innendrucks sowohl eine dichtende als auch eine verschleißausgleichende Wirkung erzielt. Beim Durchschalten des Schwenkrohrs wird der Verschleißring gleitend über die Verschleißplatte bewegt, so daß sich vor allem bei Vorhandensein abrasiver Materialien all­ mählich 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 Verschleißblatte und damit zu einem zunehmenden Ausbluten des unter Druck stehenden Förder­ guts.

Es ist bei Rohrweichen dieser Art bereits bekannt (DE 30 13 449 A1) den Verschleißring um seine Achse drehbar anzuordnen. Allerdings konnte dort eine kontrollierte Bewegung des Verschleißrings nicht erzielt werden. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist es weiterhin bekannt (DE 33 43 502 A1), den Verschleißring durch eine Sperr­ verzahnung in einer Vorzugsrichtung am Schwenkrohr zu verdrehen. Die Verwendung eines Richtgesperres zu diesem Zweck ist konstruktiv aufwendig und störungsanfällig.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, die bekannte Rohrweiche der eingangs angegebe­ nen Art dahingehend zu verbessern, daß sich der Ver­ schleißring bei den Schwenkvorgängen des Schwenkrohrs mit besonders einfachen Mitteln allmählich in einer Vorzugsrichtung um seine Achse am Schwenkrohr verdreht.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden die in den Patentan­ sprüchen 1, 2 und 4 angegebenen Merkmalskombinationen vorgeschlagen. Die erfindungsgemäßen Lösungen gehen da­ bei von dem Gedanken aus, daß der Verschleißring in den beiden Schwenkrichtungen des Schwenkrohrs mit gleich­ sinnigen oder mit betragsmäßig unterschiedlich gegen­ sinnigen, eine Haftreibung gegenüber dem Schwenkrohr überwindenden Reibmomenten um seine Drehachse beauf­ schlagbar ist.

Gemäß einer ersten Lösungsalternative wird dies dadurch erreicht, daß die Schwenkachse des Schwenkrohrs mit der Flächennormalen der Anlagefläche der Verschleißplatte einen zur Seite der einen Öffnung weisenden spitzen Win­ kel einschließt. Dieser Winkel kann entweder durch eine entsprechende Ausrichtung der Schwenkachse oder durch eine zwischen den beiden Öffnungen keilförmig ausgebil­ dete Anlagefläche der Verschleißplatte eingestellt wer­ den. Als besonders vorteilhaft hat sich ein Winkel zwi­ schen Schwenkachse und Flächennormalen von 1° bis 5°, vorzugsweise 2° bis 3° erwiesen.

Gemäß einer weiteren Lösungsalternative ist es bei einer Rohrweiche, bei der die Schwenkachse während des Schwenk­ vorgangs mit einer das Schwenkrohr gegen die Verschleiß­ platte drückenden Axialkraft beaufschlagt ist, zur Er­ zeugung der variablen Reibkräfte möglich, daß die Axial­ kraft in Abhängigkeit von der Schwenkrichtung und/oder der Schwenkposition des Schwenkrohrs unterschiedlich ist. Der Schwenkmechanismus kann zu diesem Zweck durch zwei Hydrozylinder gebildet sein, die im Abstand von einer Rückwand des Materialaufgabebehälters mit ihrer Kolbenstange exzentrisch an der Schwenkwelle und mit ihrem zylinderseitigen Ende an behälterfesten Punkten in zueinander entgegengesetzten schrägen Ausrichtungen an­ gelenkt sind, wobei die Anlenkabstände der Umschaltzy­ linder relativ zur Rückwand des Materialaufgabebehälters unterschiedlich gewählt sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einiger in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellter Ausfüh­ rungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Materialaufgabebehäl­ ter einer Zweizylinder-Dickstoffpumpe mit Rohr­ weiche in teilweise geschnittener Darstellung;

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

Die in der Zeichnung ausschnittsweise dargestellte Zwei­ zylinder-Dickstoffpumpe ist an den Mündungen der För­ derzylinder 24′, 24′′ auf der Seite der Rückwand 10 ei­ nes Materialaufgabebehälters 9 durch eine mit zwei Öff­ nungen 18′, 18′′ für den Materialdurchtritt versehene brillenförmige Verschleißplatte 8 abgedeckt. Auf der Innenseite des Materialaufgabebehälters 9 ist das Schwenkrohr 1 einer Rohrweiche mit ihrer einen Ver­ schleißring 22 tragenden Stirnseite vor der Verschleiß­ platte 8 mittels einer Schwenkwelle 5 um eine horizon­ tale Achse so hin- und herverschwenkbar angeordnet, daß seine zylinderseitige Öffnung abwechselnd vor die eine oder andere Öffnung 18′, 18′′ der Verschleißplatte 8 ge­ langt und die andere Öffnung 18′′, 18′ zum Inneren des Materialaufgabebehälters 9 freigibt. An seinem der Ver­ schleißplatte 8 gegenüberliegenden Ende ist das Schwenk­ rohr 1 in einem durch die betreffende Wand des Material­ aufgabebehälters 9 hindurchgeführten Druckrohrlager 12 gelagert und mündet dort in ein Förderrohr 14. Die Be­ tätigung des Schwenkrohrs 1 erfolgt über einen mit Hy­ drozylindern 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 Verschließrings 22 gegen die Ver­ schleißplatte 8 ist der Verschleißring 22 um seine ei­ gene Achse drehbar auf dem Schwenkrohr 1 gelagert. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Rotation des Verschleißrings 22 in einer Richtung da­ durch begünstigt, daß die Verschleißbrille 8 keilförmig ausgebildet wird. Sie kann z. B. im Bereich des Zylin­ ders 24′ eine Dicke von 20 mm und im Bereich des Zylin­ ders 24′′ eine Dicke von 22 mm aufweisen. Wird das Schwenkrohr 1 von der Seite des Zylinders 24′ zum Zy­ linder 24′′ durchgeschoben, so gleitet der Verschleiß­ ring 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 Reibkomponenten 31 und 32 aus, die den Verschleißring unter Überwindung der Haftreibung gegen­ über dem Schwenkrohr 1 in Richtung des Pfeils 29 dre­ hen. Durch die in Richtung zur Öffnung 18′′ dicker wer­ dende Verschleißplatte 8 wird die Anpressung beim Durch­ schwenken in Richtung des Pfeils 30 zunehmend ver­ größert, so daß eine entsprechende Zunahme des Rota­ tionseffekts auftritt und sich der Verschleißring am Ende der Schwenkbewegung um einige Winkelgrade in Rich­ tung des Pfeils 29 verdreht hat. Beim Zurückschalten vom Zylinder 24′′ zum Zylinder 24′ gleitet dagegen der Verschleißring 22 die schiefe Ebene herunter, mit dem Effekt, daß die Anpressung allmählich abnimmt. Es hat sich nun gezeigt, daß sich der Verschleißring beim Ab­ gleiten auf der schiefen Ebene weniger zurückdreht als er sich beim Aufgleiten vorher verdreht hat. Dadurch wird der Verschleißring 22 im Pilgerschritt-Verfahren allmählich in einer Vorzugsrichtung um seine Achse ver­ dreht, so daß sich die erwünschte gleichmäßige Umfangs­ abnützung ergibt.

Eine weitere Möglichkeit zur Erzielung dieses Effekts besteht darin, daß die Schwenkwelle 5 nicht parallel zur Achsrichtung der beiden Förderzylinder 24′, 24′′ und zur Normalenrichtung der Verschleißplatte ausgerichtet, sondern um 2° bis 3° geneigt wird. Diese Neigung kann beispielsweise so ausgeführt sein, daß sich die ver­ längerte Achse der Schwenkwelle 5 mit der durch die Achsen der Förderzylinder 24′, 24′′ aufgespannten Ebene in einer Entfernung von mehreren Metern in Richtung Förderleitung schneidet.

Ähnliche Reibverhältnisse wie bei der keilförmig ausge­ bildeten Verschleißplatte 8 ergeben sich, wenn die Ach­ se 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 Schwenkrohr 1 mit dem Verschleißring 22 gegen die Verschleißplatte 8 angepreßt wird, nach Maßgabe der Schwenkrichtung unterschiedlich gewählt wird. Dies wird bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch erreicht, daß der Anlenkabstand der Rohrweichenumschalt­ zylinder 7′, 7′′ relativ zur Rückwand 10 des Behälters 9 unterschiedlich gewählt wird. Wird wie in dem gezeigten Ausführungsbeispiel, der Umschaltzylinder 7′′ mit einem kleineren Abstand 33 relativ zur Rückwand 10 angelenkt als der Umschaltzylinder 7′ mit seinem Abstand 34, so ist die axiale Anpressung des Verschleißrings 22 auf­ grund der schräg wirkenden Kraftkomponente des Umschalt­ zylinders 7′′ größer als diejenige des Umschaltzylin­ ders 7′. Unabhängig davon, ob die Verschleißplatte 8 gleich dick oder keilförmig ausgebildet ist, wird hier also die Reibung zwischen Verschleißring 22 und Ver­ schleißplatte 8 größer sein, wenn der Umschaltzylinder 7′′ ausfährt, und kleiner wenn der Umschaltzylinder 7′ ausfährt. Selbstverständlich kann die Drehung des Ver­ schleißrings 22 durch zusätzliche keilförmige Ausbil­ dung der Verschleißplatte oder geneigte Ausrichtung der Schwenkachse noch verbessert werden.

Claims (4)

1. Rohrweiche für Zweizylinder-Dickstoffpumpen mit ei­ nem in einen Materialaufgabebehälter (9) eingrei­ fenden oder in dies ein angeordneten vor einer mit Öffnungen (18′, 18′′) versehenen Verschleißplatte (8) mittels eines Schwenkmechanismus (6, 7′, 7′′) ab­ wechselnd hin- und herverschwenkbaren Schwenkrohr (1) auf welchem verschleißplattenseitig ein Ver­ schleißring (22) um seine eigene Achse in Richtung seines Umfangs drehbar gelagert ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schwenkachse (5) des Schwenk­ rohrs (1) mit der Flächennormalen der Anlageflächen der Verschleißplatte (8) einen zur Seite der einen Öffnung (18′′) weisenden spitzen Winkel einschließt.

2. Rohrweiche für Zweizylinder-Dickstoffpumpen mit ei­ nem in einen Materialaufgabebehälter (9) eingrei­ fenden oder in diesem angeordneten vor einer mit Öffnungen (18′, 18′′) versehenen Verschleißplatte (8) mittels eines Schwenkmechanismus (6, 7′, 7′′) ab­ wechselnd hin- und herverschwenkbaren Schwenkrohr (1) auf welchem verschleißplattenseitig ein Ver­ schleißring (22) um seine eigene Achse in Richtung seines Umfangs drehbar gelagert ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verschleißplatte (8) eine zwischen den beiden Öffnungen (18′, 18′′) keilförmig ausgebildete Anlagefläche für den Verschleißring (22) aufweist.

3. Rohrweiche nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Keilwinkel der Anlagefläche also der spitze Winkel zwischen der Schwenkachse (5) des Schwenkrohrs (1) und der Flächennormalen der An­ lagefläche der Verschleißplatte (8) 1° bis 5°, vorzugsweise 2° bis 3° beträgt.

4. Rohrweiche für Zweizylinder-Dickstoffpumpen mit ei­ nem in einen Materialaufgabebehälter (9) eingrei­ fenden oder in diesem angeordneten vor einer mit Öffnungen (18′, 18′′) versehenen Verschleißplatte (8) mittels eines Schwenkmechanismus (6, 7′, 7′′) ab­ wechselnd hin- und herverschwenkbaren Schwenkrohr (1) auf welchem verschleißplattenseitig ein Ver­ schleißring (22) um seine eigene Achse in Richtung seines Umfangs drehbar gelagert ist, wobei der Schwenkmechanismus zwei als Hydrozylinder ausgebil­ dete Umschaltzylinder (7′, 7′′) aufweist, die mit ihrem einen, vorzugsweise stangenseitigen Ende ex­ zentrisch an einer die Schwenkachse (5) des Schwenk­ rohrs (1) bildenden Schwenkwelle und mit ihrem an­ deren, vorzugsweise zylinderseitigen Ende an behäl­ terfesten Punkten (21′) im Abstand von einer Rück­ wand (10) des Materialaufgabebehälters (9) in zu­ einander entgegengesetzten schrägen Ausrichtungen angelenkt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ lenkabstände der Umschaltzylinder (7, 7′) relativ zur Rückwand (10) des Materialaufgabebehälters (9) unterschiedlich gewählt sind.