DE4127277A1 - Hydraulische steuerungseinrichtung fuer eine dickstoffpumpe - Google Patents
Hydraulische steuerungseinrichtung fuer eine dickstoffpumpeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuerungseinrich
tung für eine Dickstoffpumpe mit mindestens einem mittels
eines Hydrozylinders antreibbaren Förderzylinder, gemäß den
Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Eine derartige hydraulische Steuerungseinrichtung ist durch
die DE 38 33 8145 A1 in Verbindung mit einer Zweizylinder-Dickstoffpumpe
bekannt, deren von je einem hydraulischen
Linearzylinder angetriebene Förderzylinder im Gegentakt
arbeiten, d. h. der eine Zylinder fördert, während der andere
- im sogenannten Saughub - mit Fördergut, z. B. Beton, be
schickt wird. Die alternierende Öffnung der Förderkammern
der beiden Förderzylinder zu dem das Fördergut enthaltenden
Vorratsbehälter hin sowie den abwechselnden Anschluß der
Förderkammern an eine Förderleitung vermittelt eine Rohr
weiche, die insoweit sowohl die Funktion eines Einlaßventils
für denjenigen Förderzylinder, der durch eine Umschaltung
der Rohrweiche in kommunizierende Verbindung mit dem Vorrats
behälter gelangt, vermittelt als auch die Funktion eines
Auslaßventils für den den Förderhub ausführenden Förderzylin
der, dessen Förderkammer durch das S-förmige Weichenrohr an
die weiterführende Förderleitung angeschlossen ist. Zur
Umsteuerung der Rohrweiche auf die beiden alternativen För
derpfade sind in entgegengesetzter Richtung wirkende, hydrau
lische Linearzylinder vorgesehen, deren Kolben kinematisch
formschlüssig über die Rohrweiche miteinander gekoppelt
sind, die durch alternierende Druckbeaufschlagung und -ent
lastung der bodenseitigen Steuerkammern der beiden Linear
zylinder umsteuerbar ist.
Die Förderleitung, die über die Rohrweiche alternierend mit
den Förderkammern der Förderzylinder verbindbar ist, ist
mittels eines ebenfalls die Funktion des Auslaßventils ver
mittelnden Absperrorgans gegen die Rohrweiche absperrbar,
während die Rohrweiche umgesteuert wird. Dieses Absperrorgan
ist als Sitzventil ausgebildet, das durch bodenseitige Druck
beaufschlagung eines hydraulischen Steuerzylinders in seine
Sperrstellung bringbar ist, in welcher die Förderleitung
gegen die Rohrweiche abgesperrt ist. Nach Druckentlastung
der bodenseitigen Steuerkammer zum Tank des Druckversorgungs
aggregats hin ist dieses Ventil durch den sich im Förderbe
trieb im jeweiligen Förderzylinder in dessen Förderkammer
entwickelnden Druck in seine die Rohrweiche mit der Förder
leitung verbindende Offen-Stellung bringbar. Zur Steuerung
des Förderbetriebes der bekannten Dickstoffpumpe ist eine
auf hydraulische oder elektrische Ausgangssignale von End
stellungsgebern, welche die Position der Antriebszylinder
der Förderzylinder, der Steuerzylinder für die Rohrweiche
und des Steuerzylinders des Absperrorgans überwachen, an
sprechende Folgesteuerung vorgesehen, durch die erreicht
wird, daß die Förderzylinder erst dann zur Ausführung des
Förder- bzw. Beschickungshubes angesteuert werden, nachdem
die Rohrweiche in die für den Förder- und Beschickungsbe
trieb der beiden Förderzylinder geeignete Funktionsstellung
gebracht ist. Der Strömungspfad, über den die Druckbeauf
schlagung des Steuerzylinders im Sinne einer Schließbewegung
des Absperrorgans erfolgt, führt über ein Rückschlagventil,
das durch den hohen Steuerdruck in Öffnungsrichtung beauf
schlagt ist; der Entlastungspfad, über den Druckmittel aus
der bodenseitigen Antriebskammer des Steuerzylinders ab
fließen kann, führt über ein Druckbegrenzungsventil, das zu
dem Rückschlagventil parallel geschaltet ist. Dieses Druck
begrenzungsventil wird in seine Offen-Stellung gesteuert,
sobald der Druck - im Förderbetrieb - einen einstellbar
vorgebbaren Wert überschreitet. Hierdurch soll erreicht
werden, daß das Absperrorgan erst dann öffnet, wenn der
Druck in der Förderkammer des jeweils im Förderbetrieb ar
beitenden Förderzylinders etwa dem in der Förderleitung
herrschenden Druck entspricht, um in der Förderkammer eine
erwünschte Vorkompression des Fördergutes zu erreichen und
einen durch Druckunterschiede zwischen der Förderkammer und
der Förderleitung bedingten unruhigen Betrieb der Pumpe zu
vermeiden.
Diese Art der Umschaltung des Absperrorgans bedingt, daß der
Druck in der bodenseitigen Antriebskammer nicht unter den
durch die Einstellung des Druckbegrenzungsventils vorgegebe
nen Druck-Schwellenwert absinken kann. Dies mag so lange
nicht von Nachteil sein, wie sich im Verlauf des Pumpbetrie
bes die Reibungsverhältnisse nicht ändern und der Vorver
dichtungsdruck ausreicht, gegen den am Absperrorgan an stehen
den Gegendruck dieses zu öffnen, das hierbei allerdings
nicht in eine definierte Offenstellung gelangen wird, son
dern in eine Position dynamischen Druck-Gleichgewichts, d. h.
in einer Position zwischen seiner Schließstellung und der
Stellung maximalen Öffnungsquerschnitts stehen bleiben wird.
Diese Stellung wird insbesondere bei üblicher Anordnung der
Förderleitung derart, daß diese von der Ventilkammer seitlich
abzweigt, durch welche die mit dem Ventilkörper versehene
Kolbenstange des Steuerzylinders axial hindurchtritt, eine
Position sein, in welcher der Ventilkörper im Bereich der
Mündungsöffnung steht, was strömungstechnisch wesentlich
ungünstiger ist, als wenn der Kolben in eine Endstellung
weitergeschoben werden kann, in der die Mündungsöffnung der
Förderleitung vollständig freigegeben ist. Eine nachteilige
Folge hiervon ist, daß ein erheblicher Mehrbetrag an Antriebs
energie für die Antriebszylinder der Förderzylinder benötigt
wird; es kommt hinzu, daß die Position, in welcher der Steuer
kolben des Absperrorgans seine Gleichgewichtsstellung er
reicht, auch von den Reibungsverhältnissen im Antriebssystem
abhängen kann, wodurch eine eindeutige Korrelation zwischen
dem notwendigen Vorverdichtungsdruck und dem Druck, der
tatsächlich benötigt wird, um das Absperrorgan zu öffnen,
nicht gegeben ist, so daß insbesondere dann, wenn die Rei
bungsverhältnisse sich im Verlauf einer längeren Betriebs
dauer ändern, ein zunehmend unruhiger Lauf der Pumpe ein
tritt. Dem kann zwar durch Herabsetzung des Ansprech-Schwellen
wertes des Druckbegrenzungsventils entgegengewirkt werden,
was aber umständlich ist.
Wird andererseits eine "aktive" Öffnung des Absperrorgans
z. B. dadurch erzielt, daß zum Öffnen des Absperrorgans die
stangenseitige Antriebskammer seines Steuerzylinders mit
Druck beaufschlagt wird, so ist eine Korrelation zwischen
Vorverdichtungsdruck und Öffnungsdruck des Absperrorgans
nicht mehr gegeben, und es ist zumindest schwierig eine
Abstimmung der Pumpe und ihrer Steuerventile dahingehend zu
erzielen, daß das Absperrorgan wenigstens annähernd bei
demjenigen Druck öffnet, der in der Förderleitung herrscht,
was die wesentliche Bedingung dafür ist, daß Kompressions
schläge oder Dekompressionsschläge beim Umschalten der Zy
linder von Förder- auf Beschickungsbetrieb vermieden werden
können. Es kommt hinzu, daß eine derartige aktive Öffnung
des Absperrorgans erheblichen hydraulisch-schaltungstechni
schen Mehraufwand erfordert.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine hydraulische Steue
rungseinrichtung der eingangs genannten Art für eine Dick
stoffpumpe dahingehend zu verbessern, daß bei gleichwohl
einfachem Aufbau der Steuerungseinrichtung ein weitgehend
erschütterungsfreier Betrieb der Pumpe erzielbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das
die Druckentlastung des Antriebsdruckraumes des zur Betäti
gung des Auslaßventils vorgesehenen Steuerzylinders ver
mittelnde Ventil der Umschalt-Steuereinrichtung als ein in
Abhängigkeit von dem zur Druckbeaufschlagung des Antriebs
zylinders des Förderzylinders erzeugten Hochdruck gesteuer
tes, elektrisch oder hydraulisch betätigbares Ventil ausge
bildet ist, das ab Erreichen eines einstellbar vorgebbaren
Mindestwertes des in den Antriebszylindern eingekoppelten
Drucks in seine Durchflußstellung umgeschaltet wird, in
welcher Druckmittel aus der Antriebskammer des Steuerzylin
ders abströmen kann.
Durch diese Art der Umschaltung des Auslaßventils werden
Reibungseffekte, die das Öffnen des Ventils beeinflussen
könnten, gleichsam eliminiert, und es wird auf einfache
Weise erreicht, daß das Auslaßventil bei einem in sehr guter
Näherung dem in der Förderleitung herrschenden Druck ent
sprechenden Druck in der Förderkammer des Förderzylinders
öffnet, was optimal ruhigem Betrieb der Pumpe entspricht,
wobei eine einmalige Einstellung des Druck-Mindestwertes bei
Betriebsbeginn ausreicht, um bei vorgegebener Beschaffenheit
des Fördergutes während des Betriebes die genannten, günsti
gen Betriebsbedingungen zu erzielen.
Durch die alternativen Gestaltungen des Druckentlastungs
ventils, zum einen als Durchflußventil, das, wenn es öffnet,
sofort in seine Stellung größten Durchflußquerschnitts über
geht, oder als Proportionalventil, das mit zunehmendem Steuer
druck einen zunehmend größeren Öffnungsquerschnitt freigibt,
wobei zu einem solchen Ventil jeweils ein Rückschlagventil
parallel geschaltet ist, das durch höheren Druck an seinem
dem Umschaltzylinder abgewandten Anschluß als im Antriebs
druckraum des Steuerzylinders in Öffnungsrichtung und durch
relativ höheren Druck im Antriebsdruckraum in Sperrichtung
beaufschlagt ist, können verschiedene Umschaltcharakteristi
ken erzielt werden, die je nach Einsatzzweck der Pumpe im
Sinne eines ruhigen Pumpenlaufs ausgenutzt werden können.
Anstelle eines derartigen druckgesteuerten Durchflußventils
mit dazu parallel geschaltetem Rückschlagventil kann auch, in
bevorzugter Ausgestaltung der erfindungsgemaßen Steuerein
richtung, ein die Funktionen sowohl des Durchflußventils als
auch des Rückschlagventils vermittelndes, ferngesteuertes
Rückschlagventil vorgesehen sein, das durch relativ höheren
Druck im Antriebsdruckraum des Steuerzylinders in Sperrich
tung beaufschlagt ist und durch Fern-Ansteuerung mittels des
in den Antriebszylinder des Förderzylinders eingekoppelten
Druckes in seine maximalem Öffnungsquerschnitt entsprechende
Offen-Stellung gelangt.
Wenn der Antriebszylinder des Förderzylinders mit einem
ersten Endstellungsgeber versehen ist, der einen Endstellung-Signalimpuls
abgibt, wenn der Kolben des Antriebszylinder
- in der Endphase des Förderhubes des Förderzylinders - in
unmittelbare Nähe seiner diesbezüglichen Endstellung gelangt,
sowie mit einem zweiten Endstellungsgeber, der einen End-
Stellungs-Signalimpuls abgibt, wenn der Kolben des Antriebs
zylinders - in der Endphase des Beschickungshubes des Förder
zylinders - in unmittelbare Nähe seiner diesbezüglichen
Endstellung gelangt und mit den Endstellungs-Signalimpulsen
der Endstellungsgeber ein Betätigungs-Steuerventil jeweils
umschaltbar ist, über das, jeweils im Gegentakt, die Druck
beaufschlagung und -entlastung von Antriebskammern den Ein
laß- und den Auslaßventilen als Betätigungselemente zugeord
neter Hydrozylinder erfolgt, derart, daß am jeweils einen
der beiden Förderzylinder das Einlaßventil schließt, wenn
das Auslaßventil öffnet und am jeweils anderen Förderzylin
der die Schließ- und Öffnungsbewegungen seines Einlaß- und
seines Auslaßventils in umgekehrter Reihenfolge ablaufen,
und wenn mindestens ein Endstellungsgeber vorgesehen ist, der
einen Ausgangsimpuls erzeugt, wenn das Einlaßventil in seine
Sperrstellung gelangt und ein weiterer Endstellungsgeber,
der ein mit der größtmöglichen Öffnungsweite des Einlaßven
tils korreliertes Ausgangssignal erzeugt sowie die Ausgangs
signale dieser den Ventilpositionen geordneten Endstellungs
geber die Umschaltung eines Hauptschiebers vermitteln, der
die Förder- und Beschickungsphasen des Förderzylinders
steuert, wobei in bevorzugter Ausgestaltung der Steuerungs
einrichtung der weitere, zur Erfassung einer Ventilposition
vorgesehene Endstellungsgeber dem Auslaß-Ventil zugeordnet
ist und sein Ausgangssignal erzeugt, wenn der Kolben des zur
Schließ- und Öffnungssteuerung des Auslaßventils vorgesehe
nen Hydrozylinders seine mit dem sperrenden Zustand des
Auslaßventils verknüpfte Endstellung erreicht, so ist mit
tels der Endstellungsgeber auf einfache Weise eine betriebs
sichere Folgesteuerung der Dickstoffpumpe möglich, die als
rein hydraulische Steuerung realisiert sein kann, wenn als
Endstellungsgeber hydraulische Impulsgeber verwendet werden
und die von diesen gesteuerten Ventile als druckgesteuerte
Ventile ausgebildet sind, oder als elektrische Folgesteuerung,
wenn die Endstellungsgeber als elektrische oder elektroni
sche Positions-Sensoren ausgebildet und die mittels dieser
ansteuerbaren Ventile als Magnetventile ausgebildet sind.
Die hydraulische Steuerungseinrichtung ist auch für eine als
Zweizylinder-Pumpe ausgebildete Dickstoffpumpe mit gesteuert
durch Umschaltung eines Hauptschiebers im Gegentakt antreib
baren Förderzylindern geeignet, deren Förderkammern im ent
sprechenden Gegentakt über je ein Einlaßventil an den Vor
ratsbehälter und ein Auslaßventil an eine gemeinsame Förder
leitung anschließbar sind, wobei die durch die Folgesteue
rung mit der Gegentakt-Ansteuerung der Antriebszylinder auch
vermittelte Gegentakt-Betätigung der Einlaß- und der Auslaß
ventile mittels hydraulischer Differentialzylinder als Um
schaltzylinder erfolgt, durch deren alternative boden- oder
stangenseitige Druckbeaufschlagung diese Ventile in ihre
Schließ- bzw. in ihre Öffnungs-Stellungen steuerbar sind,
und wobei die diesbezügliche Druckbeaufschlagung dieser
Umschalt-Zylinder über zwei an ein Betätigungs-Steuerventil
angeschlossene Steuerleitungen erfolgt, die in gleichsam
"komplementärer" Schaltungsverknüpfung mit der bodenseitigen
Steuerkammer je eines der Steuerzylinder der Einlaßventile
und der stangenseitigen Steuerkammer des jeweils anderen der
Einlaßventile verbunden sind.
Bei einer solchen Dickstoff-Pumpe ist eine schaltungstech
nisch einfache Realisierung der Steuerung der Funktionsab
läufe dadurch möglich, daß für die Kommutierung des Betäti
gungs-Steuerventils erforderliche Ausgangssignale von End
stellungs-Impulsgebern abgegeben werden, die einem der für
je einen Förderzylinder vorgesehenen Antriebszylinder zuge
ordnet sind und je ein Signal abgeben, wenn der Kolben die
ses Antriebszylinders seine mit der Endphase des Förderhubes
bzw. der Endphase des Beschickungshubes verknüpfte Endstel
lung erreicht, und zur Umschalt-Steuerung des Hauptschie
bers, über den die im Sinne des Gegentaktbetriebes ablaufen
de Antriebssteuerung der Antriebszylinder der beiden Förder
zylinder erfolgt, erforderliche Ansteuersignale von Endstel
lungsgebern erzeugt werden, die den für die Umschaltung der
Einlaßventile vorgesehenen Hydrozylindern zugeordnet sind
und einen Endstellung-Impuls jeweils dann abgeben, wenn die
Kolben dieser Hydrozylinder jeweils die mit der geschlosse
nen Position des jeweiligen Ventils verknüpfte Endstellung
erreichen.
Eine für die Zweizylinder-Dickstoffpumpe zweckmäßigerweise
vorgesehene Umschalteinrichtung, mittels derer die Pumpe auf
Rückförderbetrieb, bei dem Dickstoff aus der Förderleitung
zurück in den Vorratsbehälter gepumpt werden kann, ist auf
einfache Weise dadurch realisierbar, daß die Umschalt-Steuer
einrichtungen der Auslaßventile jeweils zwischen diejenige
Steuerkammer des Steuerzylinders des Auslaßventils, durch
deren Druckbeaufschlagung dieses Ventil in die Schließstel
lung geschaltet wird und diejenige der beiden Steuerleitun
gen geschaltet sind, durch deren Druckbeaufschlagung das zu
demselben Förderzylinder gehörende Einlaßventil in seine
Offenstellung gesteuert wird, und daß für die beiden Umschalt
zylinder der Auslaßventile je ein Betriebsart-Umschaltventil
vorgesehen ist, die in einer dem normalen Förderbetrieb
zugeordneten, federzentrierten Grundstellung die stangensei
tigen Steuerkammern der Umschaltzylinder der Auslaßventile
mit dem Tank des Druckversorgungsaggregats verbinden und in
ihrer dazu alternativen Durchflußstellung die stangenseiti
gen Steuerkammern der Auslaßventile jeweils mit derjenigen
der beiden Steuerleitungen verbinden, über die das Einlaß
ventil desselben Förderzylinders in seine Sperrstellung
gesteuert wird.
Um auch bei vergleichsweise niedrigen Förderdrücken sicher
zustellen, daß eine zyklusgerechte Umschaltung eines Haupt
schiebers erfolgen kann, über den die alternierende Druckbe
aufschlagung und -entlastung der beiden Antriebszylinder der
Dickstoffpumpe erfolgt, werden zu dessen Ansteuerung ausge
nutzte, mit dem Schließen der Einlaßventile ausgelöste End
stellungs-Impulssignale, durch die die Umschaltorgane des
Hauptschiebers betätigbar sind, diesen über Zeitverzögerungs
glieder zugeleitet.
Wenn dieser Hauptschieber als druckgesteuertes Ventil ausge
bildet ist, das durch alternative Druckbeaufschlagung zweier
Steuerkammern zwischen seinen alternativen Funktionsstellun
gen umschaltbar ist, so können derartige Zeitverzögerungs
glieder als einfache Drosselstellen ausgebildet sein, die in
den von den Impulsgebern zu den Steuerkammern des Hauptschie
bers führenden Impuls-Signalpfaden angeordnet sind. Dabei
kann es ausreichend sein, wenn die genannte Zeitverzögerung
nur im Rückförderbetrieb der Dickstoffpumpe wirksam ist und
demgemäß die Drosselstellen in den für den Rückförderbetrieb
ausgenutzten Durchflußpfaden eines Betriebsart-Umschaltven
tils angeordnet sind, über die im Rückförderbetrieb die
Endstellungs-Druckimpulse den Steuerkammern des Hauptschie
bers zugeleitet werden.
Vorteilhaft ist es in jedem Fall, wenn alternativ oder zu
sätzlich zu solchen Drosselstellen eines Betriebsart-Um
schaltventils Drosselstellen der Impuls-Signalpfade vorge
sehen sind, die durch einstellbare Drosseln gebildet sind,
um deren Strömungswiderstände im Hinblick auf eine sichere
Umschaltung des Hauptschiebers einstellen zu können.
Bei einer Zweizylinder-Dickstoffpumpe, bei der zum Anschluß
des jeweils fördernden Zylinders an eine gemeinsame Förder
leitung und Anschluß des anderen Zylinders an den Vorratsbe
hälter der Pumpe eine S-Rohrweiche vorgesehen ist, deren
Ausgangsseite während des Umschaltens der Antriebszylinder
und der Weiche selbst mittels eines Absperrorgans gegen die
Förderleitung absperrbar ist, zu dessen Antrieb ein Differen
tialzylinder vorgesehen ist, durch dessen bodenseitige Druck
beaufschlagung das Absperrorgan, das am kolbenfernen Ende
der Kolbenstange des Differentialzylinders angeordnet ist,
in seine Schließstellung bringbar ist, ist eine besonders
einfache Realisierung der zur betriebsgerechten Ansteuerung
der Antriebszylinder der Pumpe sowie der Einlaßventile und
des Absperrorgans vorgesehenen hydraulischen Folgesteuerung
dadurch möglich, daß eine ein Schließsteuer-Ventil und ein
Öffnungs-Steuerventil in hydraulischer Reihenschaltung um
fassende Ventilkombination vorgesehen ist, die einen ersten
Ausgang hat, der an den Steuereingang der Umschalt-Steuer
einrichtung angeschlossen ist, über den die Druckbeaufschla
gung der bodenseitigen Steuerkammer des Differentialzylin
ders zum Schließen des Absperrorgans und Druckentlastung
dieser Steuerkammer zum Öffnen des Absperrorgans erfolgt,
und einen zweiten Ausgang, der über ein dem Absperrorgan
zugeordnetes Betriebsart-Umschaltventil mit der stangensei
tigen Steuerkammer des Umschaltzylinders des Absperrorgans
verbindbar ist, wobei durch individuelle Umschaltung je
eines der beiden Schließ- und Öffnungs-Steuerventile die
Drücke an den beiden Ausgängen der Ventilkombination kommu
tierbar sind.
Mittels eines zweiten, dem Absperrorgan zugeordneten Betriebs
art-Umschaltventils, in dessen dem Rückförderbetrieb zugeord
neter Funktionsstellung der hohe Steuerdruck permanent am
anderen Betriebsart-Umschaltventil des Absperrorgans ansteht,
ist gleichsam ein Bypass zu dem Ein- und dem Auslaß-Steuer
ventil des Absperrorgans geschaffen, über den der Differen
tialzylinder im Rückförderbetrieb der Pumpe permanent in der
der Offen-Stellung des Absperrorgans entsprechenden Druckbe
aufschlagung gehalten wird.
Mittels eines Endstellungsgebers, der ein für das Erreichen
der Schließposition des Absperrorgans charakteristisches
Ausgangssignal erzeugt, mit dem ein Steuerdruck-Versorgungs
steuerventil ansteuerbar ist, über das der Steuerdruck den
Umschaltzylindern der Rohrweiche zuführbar ist, wird auf
einfache Weise gewährleistet, daß die Umschaltung der Rohr
weiche sowie der Antriebszylinder erst erfolgt, nachdem das
Absperrorgan geschlossen hat. Falls die Pumpe des Druckver
sorgungsaggregats als last-sensierende Verstellpumpe ausge
bildet ist, kann mit dem Ausgangssignal des Endstellungs-Gebers
des Absperrorgans auch eine Betriebsphase der Pumpe
mit maximaler Förderleistung gesteuert werden.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung spezieller Ausführungs
beispiele anhand der Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 einen Hydraulikplan einer Einzylinder-Dickstoffpumpe
mit einer erfindungsgemäßen hydraulischen Steuerungs
einrichtung,
Fig. 1a eine zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 alternati
ve Gestaltung einer im Rahmen der hydraulischen
Steuereinrichtung vorgesehenen Umschalt-Steuerein
richtung für ein Auslaßventil,
Fig. 2 einen Hydraulikplan eines weiteren Ausführungsbei
spiels einer erfindungsgemäßen hydraulischen Steue
rungseinrichtung für eine Zweizylinder-Dickstoff
pumpe, bei der für jeden Förderzylinder je ein Ein
laß- und ein Auslaßventil vorgesehen sind und
Fig. 3 einen Hydraulikplan einer erfindungsgemäßen hydrau
lischen Steuerungseinrichtung für eine Zweizylinder-Dickstoffpumpe
mit S-Rohrweiche zur Ankopplung der
Förderzylinder an eine gemeinsame Förderleitung.
Die in der Fig. 1 dargestellte, insgesamt mit 10 bezeichnete
Dickstoff-Pumpe, z. B. eine Beton-Pumpe ist als Ein-Zylinder-Pumpe
ausgebildet, deren Förderzylinder 11 mittels eines
- linearen - Antriebszylinders 12 antreibbar ist, dessen
Kolben 13 über eine Kolbenstange 14 starr mit dem Kolben 16
des Förderzylinders 11 verbunden ist. Der Kolben 16 des
Förderzylinders 11 bildet die einseitig bewegliche Begren
zung einer Förderkammer 17, die mittels eines insgesamt mit
18 bezeichneten Einlaßventils mit einem das Fördergut ent
haltenden Vorratsbehälter 19 in kommunizierende Verbindung
bringbar oder gegen diesen absperrbar ist und mittels eines
insgesamt mit 21 bezeichneten Auslaßventils in kommunizie
rende Verbindung mit einer Förderleitung 22 bringbar bzw.
gegen diese absperrbar ist.
Der Antriebszylinder 12 ist als doppelt-wirkender Zylinder
ausgebildet, dessen bodenseitiger Antriebsdruckraum 23 und
dessen stangenseitiger Antriebsdruckraum 24 alternativ an
den Hochdruck (P)-Versorgungsanschluß 26 und den Rücklauf(T)
-Anschluß des Druckversorgungsaggregats 28 anschließbar
sind, das zur Druckversorgung sowohl des durch den Antriebs
zylinder 12 gebildeten hydraulischen Lastkreises als auch
eines im Sinne einer Folgesteuerung das Öffnen und Schließen
des Einlaßventils 18 und des Auslaßventils 21 vermittelnden,
insgesamt mit 29 bezeichneten Steuerkreises ausgenutzt ist.
Der Rücklauf(Tx)-Anschluß 31 des Steuerkreises und der
Rücklaufanschluß 27 des Lastkreises sind unmittelbar mit dem
Tank 32 des Druckversorgungsaggregats 28 verbunden. Der
Steuerdruck(Px)-Anschluß 33 des Steuerkreises 29 ist un
mittelbar an den Druckausgang 34 der als Verstellpumpe, z. B.
als Axialkolben-Schwenkscheibenpumpe vorausgesetzten Hoch
druck-Pumpe 36 des Druckversorgungsaggregats 38 angeschlossen.
Zwischen den Hochdruckausgang 34 der Hochdruck-Pumpe 36 und
den Hochdruck (P)-Versorgungsanschluß 26 des Lastkreises ist
eine einstellbare Drossel 37 geschaltet, die einen Lastkreis
bewirkt, der mittels der Drossel 37 einstellbar ist.
Zur Bewegungssteuerung des Antriebszylinder-Kolben 13 und
des mit diesem starr verbundenen Förderzylinderkolbens 16 im
Sinne der mit einer Volumenvergrößerung der Förderkammer 17
verknüpften Beschickungsphasen derselben sowie im Sinne der
mit einer Volumenverringerung der Förderkammer 17 verknüpf
ten Förderphasen der je eine Beschickungs- und eine Förder
phase umfassenden, periodisch sich wiederholenden Pump-Zyk
len ist ein beim dargestellten Ausführungsbeispiel als hy
draulisch vorgesteuertes 4/3-Wege-Ventil ausgebildeter Haupt
schieber 38 vorgesehen, der eine "mittlere" Grundstellung O
hat, in welcher beide Antriebsdruckräume 23 und 24 des An
triebszylinders 12 zum Tank 32 des Druckversorgungsaggregats
28 hin druckentlastet und gegen den Hochdruck-Versorgungs
anschluß 26 abgesperrt sind, sowie eine erste, bei Steuer
druck-Beaufschlagung einer ersten Steuerkammer 39 mit Steuer
druck Px eingenommene Durchflußstellung I, in welcher der
Hochdruck-Versorgungsanschluß 26 des Lastkreises mit dem
bodenseitigen Antriebsdruckraum 23 des Antriebszylinders 12
und dessen stangenseitiger Antriebsdruckraum 24 mit dem Tank
32 des Druckversorgungsaggregates 28 verbunden sind, wodurch
der Förderzylinder-Kolben 16 im Sinne einer Verminderung des
Volumens der Förderkammer 17, d. h. in Richtung des Pfeils 41
angetrieben ist, und eine bei Beaufschlagung einer zweiten
Steuerkammer 42 mit Steuerdruck Px eingenommene, zweite
Durchflußstellung 11, in welcher der bodenseitige Antriebs
druckraum 23 des Antriebszylinders 12 zum Tank 32 des Druck
versorgungsaggregates 28 hin druckentlastet ist und der
stangenseitige Antriebsdruckraum 24 des Antriebszylinders 12
mit dem am Hochdruck-Versorgungsanschluß 26 des Lastkreises
anstehenden Versorgungsdruck beaufschlagt ist und dadurch
der Kolben 16 des Förderzylinders 11 im Sinne einer Vergröße
rung des Volumens der Förderkammer 17, d. h. in Richtung des
Pfeils 43 angetrieben ist.
Die im Betrieb der Dickstoffpumpe 10 periodisch erfolgende
Bewegungsumkehr der Kolben 13 und 16 des Antriebszylinders
12 und des Förderzylinders 11 wird durch Druck-Ausgangsim
pulse eines ersten hydraulischen Endstellungs-Gebers 44, der
einen Hochdruck-Impuls abgibt, wenn der Kolben 13 des An
triebszylinders 12 seine dem Förderzylinder 11 nahe, gestri
chelt angedeutete Endstellung erreicht, sowie eines zweiten
hydraulischen Endstellungs-Impulsgebers 46, der einen Hoch
druck-Steuerimpuls abgibt, wenn der Kolben 13 des Antriebs
zylinders 12 seine bodennahe Endstellung erreicht, eingelei
tet, wobei durch diese Druck-Ausgangsimpulse der Endstellungs-Impulsgeber
44 und 46 zunächst die bedarfsgerechte Umsteue
rung des Einlaßventils 18 und des Auslaßventils 21 ausgelöst
wird, und erst nachdem diese Ventile ihre für die jeweilige
Phase des Pumpzyklus, die Beschickungs- oder die Förderphase,
geeignete Öffnungs- bzw. Schließposition eingenommen haben,
der Hauptschieber 38 umgeschaltet wird.
Die Endstellungs-Impulsgeber 44 und 46 sind als druckge
steuerte Einweg-Ventile ausgebildet, die einen von dem Kol
ben 13 des Antriebszylinders überfahrbaren und in der jewei
ligen Endstellung desselben wieder freigebbaren Sensor-Eingang
47 bzw. 48 haben, der von dem Kolben 13 des Antriebs
zylinders 12 "überfahrbar" ist und in der jeweiligen End
stellung des Kolbens 13 wieder freigegeben ist, sowie einen
Referenzeingang 49 bzw. 51, der von dem Kolben 13 nicht
überfahrbar ist und bei dem ersten Endstellungs-Impulsgeber
44 förderzylinderseitig und beim zweiten Endstellungs-Impuls
geber 46 bodenseitig an den stangenseitigen Druckraum 24
bzw. den bodenseitigen Druckraum 23 des Antriebszylinders 12
angeschlossen ist. Diese Endstellungs-Impulsgeber 44 und 46
geben an ihrem Impuls-Ausgang 50 bzw. 55 einen Druckimpuls
nur dann ab, wenn zwischen dem Referenzeingang 49 und dem
Sensor-Eingang 47 bzw. dem Referenzeingang 51 und dem Sensor-Eingang
48 eine dem Betriebsdruck P entsprechende Druckdiffe
renz herrscht.
Das Einlaßventil 18 und das Auslaßventil 21 sind beim darge
stellten Ausführungsbeispiel als Teller-Sitz-Ventile ausge
bildet, zu deren im Gegentakt erfolgender Betätigung je ein
als Differentialzylinder ausgebildeter, doppeltwirkender
Hydrozylinder 52 bzw. 53 vorgesehen ist, zu deren gleichzei
tiger Betätigung derart, daß das Einlaßventil 18 in seiner
Sperrstellung ist, während das Auslaßventil 21 geöffnet ist
und dieses in seine Sperrstellung umgeschaltet ist, während
das Einlaßventil 18 geöffnet ist, im Rahmen des Steuerkrei
ses 29 ein durch die Endstellungs-Druckimpulse der End-Impuls
geber 44 und 46 druckgesteuert umschaltbares Betätigungs-Steuerventil 54
vorgesehen ist.
Dieses Betätigungs-Steuerventil 54 ist als 4/2-Wege-Ventil
ausgebildet, durch dessen Umschaltung zwischen seinen alter
nativen Durchflußstellungen I und II die Steueranschlüsse 56
und 57 des Steuerkreises alternativ auf Steuerdruck-Pegel Px
oder Tank-Niveau schaltbar sind. Der eine, gemäß der Dar
stellung obere Steueranschluß 56 ist über erste Steuerlei
tung 58 mit der bodenseitigen Steuerkammer 59 des zur Betä
tigung des Einlaßventils 18 vorgesehenen Differentialzylin
ders 52 verbunden, durch deren Druckbeaufschlagung das
Einlaßventil 18 in seine den Vorratsbehälter 19 gegen die För
derkammer 17 absperrende Schließstellung gelangt, und über
einen von der ersten Steuerleitung 58 ausgehenden Steuerlei
tungszweig 58′ an die stangenseitige Steuerkammer 61 des zur
Betätigung des Auslaßventils 21 vorgesehenen Differential
zylinders 53 angeschlossen, durch deren Druckbeaufschlagung
das Auslaßventil 21 in seine die Förderkammer 17 mit der
Förderleitung 22 verbindende Offen-Stellung gelangt.
Der andere Steueranschluß 57 des Steuerkreises 29 ist über
eine zweite Steuerleitung 62 mit der stangenseitigen Steuer
kammer 63 des zur Betätigung des Einlaßventils 18 vorgesehe
nen Differentialzylinders 52 verbunden, durch deren Druck
beaufschlagung das Einlaßventil 18 in seine den Vorratsbe
hälter 19 mit der Förderkammer 17 verbindende Offen-Stellung
gelangt, und über eine insgesamt mit 64 bezeichnete Umschalt-
Steuereinrichtung mit der bodenseitigen Steuerkammer 66 des
zur Betätigung des Auslaßventils 21 vorgesehenen Differen
tialzylinders 53 verbunden, durch deren Druckbeaufschlagung
mit Steuerdruck Px das Auslaßventil 21 in seine die Förder
kammer 17 des Förderzylinders 11 gegen die Förderleitung 22
sperrende Schließ-Stellung gelangt.
Die Umschalt-Steuereinrichtung 64, auf die nachfolgend noch
näher eingegangen wird, vermittelt die Funktion, daß zwar
die Druck-Einkopplung in die bodenseitige Steuerkammer 66
des Antriebs-Differentialzylinders 53 des Auslaßventils 21
gleichzeitig mit der Druckeinkopplung in die stangenseitige
Steuerkammer 63 des Antriebs-Differentialzylinders 52 des
Einlaßventils 18 erfolgt, daß jedoch, wenn die Pumpe 10 im
Förderbetrieb arbeitet, d. h. der Materialstrom pulsierend
vom Vorratsbehälter 19 zur Förderleitung 22 geleitet wird,
das Auslaßventil 21 erst dann öffnet, wenn in der Förder
kammer 17 ein mindestens annähernd dem in der Förderleitung
22 herrschenden Druck entsprechender Druck aufgebaut ist.
Die Umschaltung des für die Bewegungssteuerung des Antriebs
zylinders 12 vorgesehenen Hauptschiebers 38 erfolgt durch
Endstellungs-Druckimpulse von nach Aufbau und Funktion zu
den Endstellungs-Impulsgebern 44 und 46 des Antriebszylin
ders 12 analogen Endstellungs-Druckimpulsgebern 67 und 68,
die gemäß einer Variante beide an dem für die Umschaltung
des Einlaßventils 18 vorgesehenen Differentialzylinder 52
angeordnet sind und auf die in dessen Steuerkammern 59 und
63 herrschenden Drücke ansprechen, wobei, wenn die Pumpe 10
im Förderbetrieb arbeitet, der Hauptschieber 38 durch einen
Ausgangsimpuls des Endstellungs-Impulsgebers 67, der seinen
Ausgangsimpuls erzeugt, wenn das Einlaßventil 18 in seine
Sperrstellung gelangt, durch Druckbeaufschlagung seiner
ersten Steuerkammer 39 in seine Funktionsstellung I geschal
tet wird, in welcher der am Betriebsdruck-Versorgungsan
schluß 26 anstehende Druck in den bodenseitigen Antriebs
druckraum 23 des Antriebszylinders 12 eingekoppelt ist und
dessen stangenseitiger Druckraum 24 mit dem Tank 32 des
Druckversorgungsaggregats verbunden ist, so daß die Kolben
13 und 16 des Antriebszylinders 12 und des Förderzylinders
11 in Förderrichtung 41 beaufschlagt sind. Durch einen Aus
gangsimpuls des zweiten Endstellungs-Impulsgebers 68 des zur
Umschaltung des Einlaßventils 18 vorgesehenen Differential
zylinders 52 wird - im Förderbetrieb der Pumpe 10 - die
zweite Steuerkammer 42 des Hauptschiebers 38 mit Druck beauf
schlagt und dieser dadurch in seine Funktionsstellung II
umgeschaltet, in welcher der bodenseitige Antriebsdruckraum
23 des Antriebszylinders 12 zum Tank 32 des Druckversorgungs
aggregats 28 hin druckentlastet ist und dafür der stangen
seitige Antriebsdruckraum 24 des Antriebszylinders 12 mit
dem Betriebsdruck P beaufschlagt ist, wodurch die Kolben 13
und 16 des Antriebszylinders 12 und des Förderzylinders 11
in der einer Beschickungsphase der Förderkammer 17 zugeordne
ten Bewegungsrichtung 43 beaufschlagt sind.
In dieser Bewegungsphase des Förderzylinder-Kolbens 16 ist
das Einlaßventil 18 offen und das Auslaßventil 21 geschlossen.
Zur einer mehr in die Einzelheiten gehenden Erläuterung der
Funktion der insoweit beschriebenen Dickstoff-Pumpe 10 und
ihrer Steuerungseinrichtung sei nunmehr eine dem Förderbe
trieb entsprechende Ausgangssituation angenommen, in welcher
der Kolben 16 des Förderzylinders 11 einen Förderhub aus
führt, d. h. der Kolben 13 des Antriebszylinders 12 über den
in seiner Funktionsstellung I befindlichen Hauptschieber 38,
der zuvor durch den bei. Erreichen der Schließstellung des
Einlaßventils 18 von dem Endstellungs-Impulsgeber 67 erzeug
ten Endstellungs-Druckimpuls in diese Funktionsstellung I
umgeschaltet worden war, mit dem stromab von der einstell
baren Drossel 37 anstehenden Betriebsdruck P bodenseitig
beaufschlagt ist, während der stangenseitige Antriebsdruck
raum 24 des Antriebszylinders 12 druckentlastet ist und daß
das Einlaßventil 18 seine in ausgezogenen Linien dargestell
te Sperrstellung und das Auslaßventil 21 seine in ausgezoge
nen Linien dargestellte Offen-Stellung einnehmen, wobei die
diesbezüglich erforderliche Steuerdruck-Beaufschlagung der
bodenseitigen Steuerkammer 59 und Druckentlastung der stan
genseitigen Steuerkammer 63 des Betätigungszylinders 52 des
Einlaßventils sowie die Steuerdruck-Beaufschlagung der stan
genseitigen Steuerkammer 61 und Druckentlastung der boden
seitigen Steuerkammer 66 des Umschaltzylinders 53 des Auslaß
ventils durch die beim Durchgang durch die bodenseitige
Endstellung des Antriebszylinder-Kolbens 13 erfolgte, durch
den Ausgangsimpuls des Endstellung-Impulsgebers 46 ausge
löste Umschaltung des Betätigungs-Steuerventils 54 in dessen
Funktionsstellung I erzielt worden war.
Aus dieser, der Darstellung der Fig. 1 entsprechenden Aus
gangssituation, die im Verlauf der Förderphase eines Pump
zyklus einem stationären Zustand entspricht, in welchem der
Betriebsdruck P und der in der Förderleitung 22 herrschende
Druck definierte Werte haben, gelangt der Kolben 13 des
Antriebszylinders 12 in die Nähe seiner förderzylinderseiti
gen Endstellung, wobei, kurz bevor er diese erreicht, der
erste Endstellungs-Impulsgeber 44 einen Umschaltimpuls er
zeugt, durch den das Betätigungs-Steuerventil 54, das zuvor
in seiner Funktionsstellung I eingerastet gewesen war, in
seine Funktionsstellung II umgeschaltet wird, in welcher
nunmehr der Steuerdruck Px an dem Steueranschluß 57 ansteht
und der Steueranschluß 56 des Steuerkreises 29 zum Tank 32
hin druckentlastet ist. Dadurch werden, während der Antriebs
zylinder-Kolben 13 sich immer noch weiter in Richtung auf
seine förderzylinderseitige Endstellung bewegt, über die
zweite Steuerleitung 62 die stangenseitige Steuerkammer 63
des Umschaltzylinders 52 des Einlaßventils 18 und über die
Umschalt-Steuereinrichtung 64 die bodenseitige Steuerkammer
66 des Umschaltzylinders 53 des Auslaßventils 21 mit Steuer
druck Px beaufschlagt und über die erste Steuerleitung 58
die bodenseitige Steuerkammer 59 des Umschaltzylinders 52
des Einlaßventils 18 sowie die stangenseitige Steuerkammer
61 des Umschaltzylinders 53 des Auslaßventils 21 druckent
lastet, wodurch das Einlaßventil 18 öffnet und das Auslaß
ventil 21 schließt, wobei diese Umschaltvorgänge der Ein- und
Auslaßventile sich sehr rasch vollziehen.
Mit dem Erreichen der maximalem Öffnungsquerschnitt des
Einlaßventils 18 entsprechenden Endstellung des Kolbens 69
des Umschaltzylinders 52 des Einlaßventils 18 wird der End
stellungs-Ausgangsimpuls des bodenseitigen Endstellungs-
Impulsgebers 68 erzeugt, durch welchen der Hauptschieber 38
in seine Funktionsstellung II umgeschaltet wird, in welcher
nunmehr der bodenseitige Antriebsdruckraum 23 des Antriebs
zylinders 12 druckentlastet und sein stangenseitiger Antriebs
druckraum 24 mit dem Betriebsdruck P beaufschlagt ist. Der
Förderzylinderkolben 16 führt jetzt seinen in Richtung des
Pfeils 43 erfolgenden Beschickungshub aus, in welchem Förder
gut aus dem Vorratsbehälter 19 in die sich erweiternde För
derkammer 17 einströmt, die wegen des geschlossenen Auslaß
ventils 21 gegen die Förderleitung 22 abgesperrt ist.
Mit Annäherung des Kolbens 13 des Antriebszylinders 12 an
seine bodenseitige Endstellung, d. h. unmittelbar, bevor er
diese Endstellung erreicht, erzeugt der zweite Endstellungs-
Impulsgeber 46 des Antriebszylinders 12 einen Ausgangsimpuls,
durch den das Betätigungs-Steuerventil 54 wieder in seine
Funktionsstellung I zurückgeschaltet wird, in welcher der
hohe Steuerdruck Px wieder an dem Steueranschluß 56 ansteht
und über die erste Steuerleitung 58 wieder zur bodenseitigen
Steuerkammer 59 des Umschaltzylinders des Einlaßventils 18
sowie über den Steuerleitungsweg 58′ zur stangenseitigen
Steuerkammer 61 des Umschaltzylinders 53 des Auslaßventils
21 gelangt. Da die stangenseitige Steuerkammer 63 des Um
schaltzylinders 52 des Einlaßventils 18 über die zweite
Steuerleitung 62 und das Betätigungs-Steuerventil 54 wieder
direkt mit dem - drucklosen - Tank 32 des Versorgungsaggre
gats 28 verbunden ist, kann das Einlaßventil 18 sofort wieder
in seine den Vorratsbehälter 19 gegen die Förderkammer 17
absperrende Schließstellung übergehen, wobei mit dem Errei
chen derselben der stangenseitige Endstellungs-Impulsgeber
67 einen Druck-Ausgangsimpuls erzeugt, durch den der Haupt
schieber 38 wieder in die dem Förderbetrieb des Antriebszy
linders 13 zugeordnete Funktionsstellung I umgeschaltet
wird, wodurch der in Richtung des Pfeils 41 erfolgende För
derhub des Kolbens 16 des Förderzylinders 11 einsetzt.
Im Unterschied zu dem Einlaßventil 18, das praktisch gleich
zeitig mit dem Umschalten des Betätigungs-Steuerventils 54
in dessen Funktionsstellung I in seine Sperrstellung ge
langt, öffnet das Auslaßventil 21 hiergegen deutlich verzögert,
nämlich wegen der Wirkung der Umschalt-Steuereinrichtung 64
erst dann, wenn der Betriebsdruck im bodenseitigen Antriebs
druckraum 23 des Antriebszylinders 12 und damit auch der
Druck in der Förderkammer 17 einen Mindestwert erreicht und
danach erst aus der bodenseitigen Steuerkammer 66 des Um
schaltzylinders 53 des Auslaßventils 21 Druckmedium zum Tank
28 hin abströmen kann.
In der dargestellten Version besteht die Umschalt-Steuerein
richtung 64 aus einem Druckventil 71, das durch eine Ventil
feder 72 mit einstellbarer Vorspannung in seine Sperrstellung
gedrängt wird und durch den im bodenseitigen Antriebsdruck
raum 23 des Antriebszylinder 12 im Förderbetrieb sich auf
bauenden Betriebsdruck P, der beispielsweise an einer Ab
griffstelle 79 zwischen dem Hauptschieber 38 und dem Antriebs
zylinder 12 abgreifbar ist, in Öffnungsrichtung beaufschlagt
wird, sowie einem zu dem Druckventil 71 parallel geschalteten
Rückschlagventil 73, wobei diese Parallelschaltung zwischen
einen bodenseitigen Anschluß des Umschaltzylinders 53 des
Auslaßventils 21 und die zweite Steuerleitung 62 geschaltet
ist, und wobei das Rückschlagventil 73 durch relativ höheren
Druck in der bodenseitigen Steuerkammer 66 des Umschaltzylin
ders 53 des Auslaßventils 21 in Sperrichtung und durch rela
tiv höheren Druck in der zweiten Steuerleitung 62 in Durch
laßrichtung gepolt ist. Der zur Auf-Steuerung des Druckven
tils 71 ausgenutzte Druck kann auch unmittelbar am Ausgang
34 der Hochdruckpumpe 36, oder auch "irgendwo" zwischen
diesem und dem Antriebszylinder 12 oder an einer sonstigen,
mit dem bodenseitigen Antriebsdruckraum des Antriebszylin
ders 12 verbundenen Druckleitung abgegriffen werden. Durch
Einstellung der Vorspannung der Ventilfeder 72 kann der
"Öffnungsdruck", bei dem das Druckventil 71 in seine Offen
stellung gelangt, eingestellt werden, wobei eine zweckmäßige
Einstellung darin besteht, daß das Druckventil 71 dann öff
net, wenn der in der Förderkammer 17 am Beginn des Förder
hubes des Kolbens 16 des Förderzylinders 11 sich aufbauende
Druck P1 denselben oder annähernd denselben Wert hat wie der
in der Förderleitung 22 herrschende Druck P2. Ist dies -
durch Einstellung der Vorspannung der Ventilfeder 72 -
erreicht, so wird ein optimal ruhiger Pumpbetrieb erzielt,
da dann, wenn das Auslaßventil 21 öffnet, keinerlei Rückstr
ömung aus der Förderleitung 22 in die Förderkammer 17 oder
eine plötzliche Entspannung derselben zur Förderleitung 22
hin auftreten, was mit einer unerwünschten Geräuschentwick
lung und auch verschleißfördernden Erschütterungen der Pumpe
10 verknüpft wäre.
Anstelle des nach Überschreiten des Mindest-Öffnungsdruckes
mit zunehmendem Betriebsdruck P einen zunehmenden Öffnungs
querschnitt freigebenden Druckventils 71 und des dazu paral
lel geschalteten Rückschlagventil 73 als Umschalt-Steuerein
richtung 64, kann eine solche auch, wie in der Detaildar
stellung der Fig. 1a wiedergegeben, als druck-ferngesteuer
tes Rückschlagventil 73′ ausgebildet sein, das die Funktion
des Rückschlagventils 73 und des Druckventils 71 der Um
schalt-Steuereinrichtung 64 gemäß Fig. 1 in einem Bauelement
vereinigt, gegenüber der Umschalt-Steuereinrichtung 64 je
doch dadurch, daß das ferngesteuerte Rückschlagventil 73′,
sobald es öffnet, sofort seinen Öffnungszustand mit maxima
lem Öffnungsquerschnitt einnimmt, eine andere - "stufen
förmige" - Umschaltcharakteristik hat.
Zur Beeinflussung des Öffnungs-Verhaltens des Auslaßventils
21 ist auch ein Druckminderer 74 geeignet, mit dem in einem
definierten, gegebenenfalls einstellbar veränderbaren Min
derungsverhältnis imin in Relation zum Betriebsdruck P der
im bodenseitigen Antriebsdruckraum 23 des Antriebszylinders
12 herrscht bzw. zu dem Druck P1, der sich in der Förder
kammer 17 im Zuge einer Förder-Phase eines Pumpenzyklus
aufbaut, der Druck P3 einstellbar ist, der zur Unterstützung
der Öffnung des Auslaßventils 21 in die stangenseitige Steuer
kammer 61 des Umschalt-Zylinders 53 des Auslaßventils 21
eingekoppelt wird. Der Druckminderer 74 ist über einen Steuer
leitungsweg 58′ an die erste Steuerleitung 58 angeschlossen.
Anstelle des dem Einlaßventil 18 zugeordneten Endstellungs-
Impulsgebers 68 der, wenn der Kolben 69 des Umschalt-Zylin
ders 52 des Einlaßventils 18 seine bodenseitige Endlage
erreicht, einen Impuls zur Umschaltung des Hauptschiebers 38
erzeugt, kann, wie gestrichelt eingezeichnet, auch ein dem
Auslaßventil 21 zugeordneter Endstellungs-Impulsgeber 68′
ausgenutzt werden, der seinen zur Umschaltung des Hauptschie
bers 38 ausnutzbaren Ausgangsimpuls dann erzeugt, wenn das
Auslaßventil 21 in seine Schließposition gelangt, was nach
der Art der hydraulischen Ansteuerung der Umschaltzylinder
53 und 52 des Auslaßventils 21 und des Einlaßventils 18 in
der Regel gleichzeitig mit dem Erreichen der Offen-Stellung
des Einlaßventils 18 erfolgen müßte. Da jedoch das Erreichen
der Schließposition des Auslaßventils 21 gegenüber dem Er
reichen der Offen-Stellung des Einlaßventils 18 geringfügig
verzögert sein kann, ist es besonders zweckmäßig, den für
das Erreichen der Schließstellung des Auslaßventils 21 cha
rakteristischen Ausgangsimpuls des diesem zugeordneten End
stellungs-Impulsgebers 68′ zur Umschaltung des Hauptschie
bers 38 auszunutzen, damit im Zuge der Folgesteuerung sicher
gestellt ist, daß der Hauptschieber 38 erst dann umschaltet,
wenn das Auslaßventil 21 diese Schließposition erreicht hat.
Um die Dickstoff-Pumpe 10 erforderlichenfalls auch in einem
Rückförder-Betriebsmodus benutzen zu können, in welchem
Fördergut aus der Förderleitung 22 zurück in den Vorratsbe
hälter 19 gepumpt wird, ist ein erstes Betriebsart-Umschalt
ventil 76 vorgesehen, das zwischen das Betätigungs-Steuer
ventil 54 und die beiden Steuerleitungen 58 und 62 geschal
tet ist, sowie ein zweites Betriebsart-Umschaltventil 77,
über das die Ausgangsimpulse der Endstellungs-Impulsgeber 67
und 68 bzw. 68′ den Steuerkammern 39 und 42 des Hauptschie
bers 38 zuführbar sind.
Die Betriebsart-Umschaltventile 76 und 77 sind als 4/2-Wege-
Ventile ausgebildet, die dem Förderbetrieb zugeordnete,
federzentrierte Grundstellungen 0 haben und durch gemein
same, elektrische oder manuelle Betätigung in "erregte"
Funktionsstellungen I umschaltbar sind, in denen die Um
schaltvorgänge des Einlaßventils 18 und des Auslaßventils 21
mit den Arbeitshüben des Antriebszylinders 12 und des Förder
zylinders 11 derart synchronisiert sind, daß Fördergut aus
der Rücklaufleitung 22 in den Vorratsbehälter 19 zurückge
fördert wird.
Die als Verstellpumpe vorausgesetzte Hochdruckpumpe 36 des
Druckversorgungsaggregats 28 ist mit einem lediglich schema
tisch angedeuteten, nach Aufbau und Funktion bekannten Ver
stellorgan 78 versehen, das einen last-sensierenden Betrieb
der Hochdruckpumpe 36 dahingehend vermittelt, daß im Betrieb
der Dickstoffpumpe der über die Drossel 37 fließende Hydrau
liköl-Volumenstrom zeitlich konstant ist, was einer Regelung
der Dickstoffpumpe 10 auf konstanten Materialstrom während
der Förder- und Beschickungsphasen der Pumpenzyklen entspricht.
Diese Regelung erfolgt in Abhängigkeit vom jeweiligen Be
triebsdruck, der in unmittelbarer Nähe der Antriebsdruck
räume an Abgriffstellen 79 und 81 abgegriffen und über ein
Wechsel-Rückschlagventil 82 sowie ein Regelventil 83 dem
Verstellorgan 78 zugeleitet wird. Dieses Regelventil 83 ist
beim dargestellten Ausführungsbeispiel als druckgesteuertes
3/2-Wege-Ventil ausgebildet, dessen federzentrierte Grund
stellung 0 eine Durchflußstellung ist, in der die über das
Wechsel-Rückschlagventil 82 zum Regelventil 83 geleiteten
Betriebsdrücke zum Verstellorgan 78 weitergeleitet sind.
Durch die Endstellungs-Ausgangsimpulse der Endstellungs-
Druckimpulsgeber 44 und 46 des Antriebszylinders 12, die
über ein weiteres Wechsel-Rückschlagventil 84 der Steuer
kammer 86 des Regelventils 83 zugeleitet sind, wird dieses
während der Bewegungs-Umschaltvorgänge des Antriebszylinders
12 in seine zur Grundstellung 0 alternative Funktionsstellung
I umgeschaltet, in der der maximale Steuerdruck Px am Ver
stellorgan 78 wirksam ist, so daß in diesen Bewegungs-Umkehr
phasen die Verstellpumpe 36 mit maximaler Förderleistung
arbeitet.
Mit der in ausgezogenen Linien dargestellten Schaltungsan
ordnung des ersten Betriebsart-Umschaltventils 76 "zwischen"
dem Betätigungs-Steuerventil 54 und den Steueranschlüssen 56
und 57 der Steuereinheit 29 funktionsäquivalent ist eine
gestrichelt eingezeichnete Schaltungsanordnung dieses Ven
tils 76 "zwischen" den Endstellungs-Impulsgebern 44 und 46
des Antriebszylinders 12 und dem Betätigungs-Steuerventil 54
derart, daß in der Grundstellung des Betriebsart-Umschalt
ventils 76 der Endstellungs-Signalausgang 50 des ersten,
förderzylinderseitigen Endstellungs-Impulsgebers 44 mit
derjenigen Steuerkammer 87, durch deren Druckbeaufschlagung
das Betätigungs-Steuerventil 54 in seine Funktionsstellung
II umgeschaltet wird und der Impulsausgang 55 mit derjenigen
Steuerkammer 88 des Betätigungs-Steuerventils 54 verbunden
ist, durch deren Druckbeaufschlagung das Betätigungs-Steuer
ventil 54 in seine Funktionsstellung I geschaltet wird.
Die den Hauptschieber 38, das Betätigungs-Steuerventil 54,
die Betriebsart-Umschaltventile 76 und 77, die beiden Wech
sel-Rückschlagventile 82 und 84 und das Pumpen-Regelventil
83 umfassende hydraulische Schaltungs-Anordnung ist in be
sonders zweckmäßiger Gestaltung zu einem insgesamt mit 90
bezeichneten Hydraulikblock zusammengefaßt, welcher mit der
anhand der Fig. 1 ausführlich erläuterten Ausbildung zweck
analog auch zur Druck-Versorgung und Ventilsteuerung bei
einer Zweizylinder-Dickstoffpumpe ausgenutzt werden kann,
beispielsweise einer Pumpe, die zwei im Gegentakt arbeitende
Pumpen der anhand der Fig. 1 geschilderten Art umfaßt, deren
von den Förderkammern 17 ausgehende Förderleitungen 22 in
sogenannter "Hosenrohr-Anordnung" in eine einzige, nicht
dargestellte, weiterführende Förderleitung münden, in welcher
der Materialstrom weitestgehend kontinuierlich fließt.
Eine derartige Pumpe 10′, welche zwei Antriebszylinder 12
und von diesen angetriebene Förderzylinder 11 mit je einem
Einlaßventil und einem Auslaßventil sowie je einer Umschalt-
Steuereinrichtung umfaßt, ist in der Fig. 2, auf deren Ein
zelheiten nunmehr Bezug genommen sei, der Einfachheit halber
lediglich durch ihre beiden Antriebszylinder 12/1 und 12/2,
die doppeltwirkenden Differentialzylinder 52/1 und 52/2,
mittels derer ihre Einlaßventile geöffnet und geschlossen
werden können, sowie die die Öffnungs- und Schließbewegungen
der Auslaßventile vermittelnden Differentialzylinder 53/1
und 53/2 und die diesen zugeordneten Umschalt-Steuereinrich
tungen 64/1 und 64/2 repräsentiert.
Soweit für Elemente der Fig. 1 und 2 dieselben Bezugszeichen
verwendet sind, soll dies den Hinweis auf Bau- und Funktions
gleichheit und/oder -analogie und gleichzeitig den Verweis
auf den diesbezüglichen, vorstehenden Beschreibungsteil
beinhalten.
Die bodenseitigen Antriebsdruckräume 23/1 und 23/2 der bei
den Antriebszylinder 12/1 und 12/2 sind, je einzeln, an die
im Betrieb mit den Umschaltungen des Hauptschiebers 38 alter
nierend auf Betriebsdruck- oder Taktniveau liegenden Ausgangs
anschlüsse 81 bzw. 79 des Hydraulikblocks 90 angeschlossen,
welche auch die Abgriffsstellen bilden, an denen mittels des
Wechsel-Rückschlagventils 82 der jeweilige Betriebsdruck
abgegriffen und über das Regelventil 83 dem Verstellorgan 78
der Verstellpumpe 36 zugeführt wird. Die beiden stangensei
tigen Antriebsdruckräume 24/1 und 24/2 der beiden Antriebs
zylinder 12/1 und 12/2 sind über eine Querleitung 91 in
ständig miteinander kommunizierender Verbindung gehalten.
Der Vollständigkeit halber sei angemerkt, daß in funktionell
äquivalenter Gestaltung der Dickstoffpumpe 10′ anstelle der
bodenseitigen Antriebsdruckräume 23/1 und 23/2 der Antriebs
zylinder 12/1 und 12/2 deren stangenseitige Antriebsdruck
räume 24/1 und 24/2 an die Ausgangsanschlüsse 81 bzw. 79 des
Hydraulikmotors 90 angeschlossen und dafür ihre bodenseiti
gen Antriebsdruckräume 23/1 und 23/2 durch eine funktionell
der Querleitung 91 entsprechende "Schaukelölleitung" mit
einander verbunden sein könnten.
In der gemeinsamen Förderrichtung 41 der lediglich zum Zweck
der Erläuterung achsparallel angeordnet dargestellten An
triebszylinder 12/1 und 12/2 gesehen, ist der linke Antriebs
zylinder 12/2 mit nach Aufbau und Funktion den Endstellungs-
Impulsgebern 44 und 46 entsprechenden Druckimpulsgebern
ausgerüstet, deren Signalausgänge 55 und 50 an die entspre
chend bezeichneten Anschlußstellen des Hydraulikblocks 90
angeschlossen sind, von denen aus die Endstellungs-Ausgangs
impulse über das Wechsel-Rückschlagventil 84 der Steuer
kammer 86 des Regelventils 83 zugeleitet sind, das durch
diese Impulse in diejenige Funktionsstellung umgeschaltet
wird, in der die Pumpe 36 mittels des Verstellorgans 78 auf
maximale Förderleistung eingestellt wird. Die Ausgangsimpul
se dieser Endstellungs-Impulsgeber 44 und 46, die über das
erste Betriebsart-Umschaltventil 76 zu den Steuerkammern 87
und 88 des Betätigungs-Steuerventils 54 geleitet sind, wer
den zu dessen Umschaltung ausgenutzt. Die Einlaßventile und
die Auslaßventile sind, wie beim Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 1, so ausgebildet, daß sie ihre Sperrstellung einnehmen,
wenn die bodenseitigen Steuerkammern ihrer Umschaltzylinder
52/1 und 52/2 bzw. 53/1 und 53/2 mit dem hohen Steuerdruck
Px beaufschlagt und ihre stangenseitigen Steuerkammern druck
entlastet sind.
An die durch Umschalten des Betätigungs-Steuerventils 54
hinsichtlich des Druckniveaus - Steuerdruck Px oder Tank-
Druckniveau - kommutierbaren Steueranschlüsse 56 und 57 des
Hydraulikblocks 90 ist je eine Steuerleitung 92 bzw. 93
angeschlossen, über die die Ein- und Auslaßventile in dem
erforderlichen Gegentakt ansteuerbar sind, angeschlossen.
Die an den Steueranschluß 56, der in der Funktionsstellung I
des Betätigungs-Steuerventils 54 auf dem hohen Steuerdruck-
Niveau Px liegt und in der Funktionsstellung II des Betäti
gungs-Steuerventils 54 mit dem Tank 32 des Druckversorgungs
aggregats 28 verbunden ist, angeschlossene erste Steuerlei
tung 92 ist mit der stangenseitigen Steuerkammer 63/2 des
Umschaltzylinders 52/2 des Einlaßventils des "linken" För
derzylinders der Dickstoffpumpe 10′ sowie der bodenseitigen
Steuerkammer 59/1 des Umschaltzylinders 52/1 des "rechten"
Förderzylinders der Dickstoffpumpe 10′ direkt und über die
Umschalt-Steuereinrichtung 64/2 mit der bodenseitigen Steuer
kammer 66/2 des Umschaltzylinders 53/2 des Auslaßventils des
"linken" Förderzylinders hydraulisch verbunden.
Die an den anderen Steuerausgang 57 des Hydraulikblocks 90
angeschlossene zweite Steuerleitung 93 ist mit der boden
seitigen Steuerkammer 59/2 des Umschaltzylinders 52/2 des
Einlaßventils des linken Förderzylinders sowie mit der stan
genseitigen Förderkammer 63/1 des Umschaltzylinders 52/1 des
Einlaßventils des rechten Förderzylinders direkt und über
die Umschalt-Steuereinrichtung 64/1 mit der bodenseitigen
Steuerkammer 66/1 des Auslaßventils des rechten Förderzylin
ders hydraulisch fördernden. Die steuerleitungsseitigen
Anschlüsse der Umschalt-Steuereinrichtungen 64/1 und 64/2
sin mit 89/1 und 89/2, ihre steuerkammerseitigen Anschlüsse
mit 95/1 und 95/2 bezeichnet.
In der dem normalen Förderbetrieb der Dickstoffpumpe 10′
zugeordneten Grundstellung 0 für die Umschaltzylinder 53/1
und 53/2 der Auslaßventile je einzeln vorgesehener Betriebs
art-Umschaltventile 94 und 96 sind die stangenseitigen Steuer
kammern 61/1 und 61/2 der beiden Umschaltzylinder 53/1 und
53/2 mit dem Tank 32 des Druckversorgungsaggregats 28 ver
bunden.
Die Umschaltzylinder 52/1 und 52/2 der beiden Einlaßventile
sind mit je einem "stangenseitigen" Endstellungs-(Druck)Im
pulsgeber 67/1 bzw. 67/2 versehen, die nach Aufbau und Funk
tion den Endstellungs-Impulsgebern 67 und 68 des Ausführungs
beispiels gemäß Fig. 1 entsprechen und einen Druck-Ausgangs
impuls jeweils dann abgeben, wenn die Kolben der Umschalt
zylinder 52/1 bzw. 52/2 in ihre der Schließstellung des
jeweiligen Einlaßventils entsprechende Endstellung gelangen.
Durch die über das in seiner Grundstellung 0 befindliche
zweite Betriebsart-Umschaltventil 77 alternierernd zu den
Steuerkammern 39 und 42 des Hauptschiebers 38 geleiteten
Druck-Ausgangsimpulse der Endstellungs-Impulsgeber 67/1 und
67/2 wird dieser - im Förderbetrieb der Pumpe 10′ - jeweils
in diejenige Funktionsstellung I oder II geschaltet, in wel
cher derjenige Förderzylinder Fördergut aus dem Vorratsbe
hälter in die Förderleitung drängt, dessen Einlaßventil 18
seine Sperrstellung einnimmt.
Über das erste Betriebsart-Umschaltventil 76 des Hydraulik
blocks 90 sind die Signalausgänge 55 und 50 der Endstellungs
Impulsgeber 44 und 46 mit je einer der Steuerkammern 87 und
88 des Betätigungs-Steuerventils 54 in der in der Fig. 2
dargestellten Schaltungsanordnung verbunden.
Wenn die Pumpe 10′ im Rückförderbetrieb arbeiten soll, in
welchem Fördergut aus der Förderleitung zurück in den Vorrats
behälter gepumpt wird, so werden die dem Betätigungssteuer
ventil 54 und dem Hauptschieber 38 zugeordneten Betriebsart-
Umschaltventile 76 und 77 sowie den Auslaßventilen zuge
ordnete Betriebsart-Umschaltventile 94 und 96 aus den dar
gestellten Grundstellungen O in ihre dazu alternativen Funk
tionsstellungen I umgeschaltet, was von Hand oder elektrisch
gesteuert erfolgen kann, zweckmäßigerweise so, daß sämtliche
Betriebsart-Steuerventile 76, 77, 94 und 96 gleichzeitig um
geschaltet werden.
Im Unterschied zum Förderbetrieb der Pumpe 10′, in dem die
stangenseitigen Steuerkammern 61/1 und 61/2 der Umschalt
zylinder 53/1 und 53/2 der Auslaßventile über ihre Betriebs
art-Umschaltventile 94 und 96 permanent an den Tank 32 des
Druckversorgungsaggregats 28 angeschlossen gehalten sind,
werden die stangenseitigen Steuerkammern 61/1 und 61/2 im
Rückförderbetrieb der Pumpe 10′, in dem der Materialstrom
von der Förderleitung zum Vorratsbehälter der Pumpe zurück
fließt, über die Steuerleitungen 92 und 93 alternierend mit
dem hohen Steuerdruck Px beaufschlagt, d. h. "aktiv" in ihre
Offen-Stellungen gesteuert.
Die Umschaltung der Auslaßventile in ihre sperrenden Funk
tionsstellungen vollzieht sich wie beim Förderbetrieb der
Pumpe 10′, nämlich durch Druckbeaufschlagung ihrer boden
seitigen Steuerkammern 66/1 und 66/2 über die Umschalt-
Steuereinrichtungen 64/1 und 64/2, synchron mit der Umschal
tung der Einlaßventile und in derjenigen Reihenfolge, die
zur Umkehrung des Fördergut-Stromes führt.
Um sicherzustellen, daß insbesondere im Rückförderbetriebs
modus der Hauptschieber 38 erst dann umgeschaltet wird,
nachdem die Ein- und Auslaßventile ihre für die gegenüber
dem Förderbetrieb gleichsam "umgekehrten" Materialfluß-Rich
tungen geeigneten Schaltstellungen erreicht haben, sind die
zu den Steueranschlüssen 97 und 98 des hydraulischen Steuer
blocks 90, an welche die über das zweite Betriebsart-Umschalt
ventil die Steuerkammern 39 und 42 des Hauptschiebers 38
angeschlossen sind, führenden Impuls-Signalleitungen 99 und
101, über die die Steuerimpulse der Endstellungs-Impulsgeber
67/1 und 67/2 der Umschaltzylinder 52/1 und 52/2 der Einlaß
ventile zum Steuerblock 90 geleitet werden, mit einstellbaren
Drosseln 102 und 103 versehen. Durch geeignete Einstellung
der Drosseln 102 und 103 wird gegenüber dem Umschalten der
Ein- und Auslaßventile eine Verzögerung der Umschaltung des
Hauptschiebers 38 erreicht. Dies ist insbesondere für den
Rückförder-Betriebsmodus von Bedeutung, in welchem die Aus
laßventile - alternierend - gegen den in der Förderleitung
anstehenden Materialdruck geöffnet werden müssen, das Öffnen
der Auslaßventile aber nicht durch den Förderbetrieb der
Förderzylinder unterstützt wird.
Alternativ oder zusätzlich zu den einstellbaren Drosseln 102
und 103 der Impuls-Signalleitungen 99 und 101 können auch
die im Reversierbetrieb ausgenutzten Durchflußkanäle 104 und
106 des zweiten Betriebsart-Umschaltventils 77 mit Drosseln
107 bzw. 108 versehen sein, die dann allerdings auf einfache
Weise nur als Festdrosseln realisierbar sind.
Einstellbare Drosseln 102 und 103 oder Festdrosseln 107 und
108 mit dieser Funktion können auch beim Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 1 vorgesehen sein.
Zur Erläuterung eines weiteren Ausführungsbeispiels sei
nunmehr auf die Fig. 3 verwiesen, die eine wiederum als
Zweizylinder-Pumpe ausgebildete Dickstoff-Pumpe 10′′ zeigt,
die hinsichtlich der Ansteuerung der Antriebszylinder 12/1
und 12/2 und deren Gegentakt-Ansteuerung unter Verwendung
des Hydraulikblocks 90 mit dem Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 2 identisch ist, sich von diesem jedoch dadurch unter
scheidet, daß zum periodisch alternierenden Anschluß der
Förderkammern der - nicht dargestellten - Förderzylinder an
eine gemeinsame Förderleitung 22 eine lediglich schematisch
angedeutete Rohrweiche 111 für sich bekannter Konstruktion
mit einem schwenkbaren S-Rohr 112 vorgesehen ist, das per
manent mit der Förderleitung 22 kommunizierend verbunden ist
und in seiner einen Schwenkstellung mit der Förderkammer des
einen Förderzylinders kommunizierend verbunden ist, während
die Förderkammer des anderen Förderzylinders mit dem Vorrats
behälter in Verbindung steht und in der anderen Schwenk-Endstellung
mit der Förderkammer dieses Förderzylinders
verbunden ist.
Als Schwenkantrieb für die Rohrweiche 111 sind zwei in ent
gegengesetzter Richtung wirkende Umschalt-Zylinder 113/1 und
113/2 vorgesehen, deren Kolben mit dem S-Rohr 112 form
schlüssig gelenkig verbunden sind, so daß sie bei alternie
render Druckbeaufschlagung und -entlastung ihrer Antriebs
kammern 114/1 bzw. 114/2 wie ein einziger doppeltwirkender
Hydrozylinder arbeiten. Die kinematische Kopplung der Rohr
weichen-Umschaltzylinder 113/1 und 113/2 mit dem S-Rohr 112
ist so getroffen, daß die Förderkammer des linken Förder
zylinders über das S-Rohr 112 an die Förderleitung 22 ange
schlossen ist, wenn die Antriebskammer 114/2 des linken
Umschaltzylinders 113/2 mit hohem Druck beaufschlagt und die
Antriebskammer 114/1 des rechten Umschaltzylinders 113/1
druckentlastet ist und umgekehrt.
Die Umschalt-Ansteuerung der Umschalt-Zylinder 113/1 und
113/2 der Rohrweiche 111 erfolgt in Analogie zur Ansteuerung
der Umschaltzylinder 52/1 und 52/2 der Einlaßventile des
Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2, wobei der anhand dieses
Ausführungsbeispiels erläuterte hydraulische Steuerblock 90
mit identischer Gestaltung und derselben Funktion, hier
bezüglich der Ansteuerung der Umschaltzylinder 113/1 und
113/2 auch beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ausgenutzt
wird.
Soweit Funktionselemente der Fig. 1, 2 und 3 mit denselben
Bezugszeichen belegt sind, soll dies auch im übrigen den
Hinweis auf Bau- und Funktionsgleichheit oder -analogie
solcher Elemente und den Verweis auf die jeweils vorstehend
gegebenen Beschreibungsteile beinhalten.
Die Umschaltzylinder 113/1 und 113/2 haben funktionell den
Endstellungs-Impulsgebern 67/1 und 67/2 entsprechende Druck
ausgänge 117/1 und 117/2, die in der bodenfernen Endstellung
des jeweiligen Umschaltzylinder-Kolbens zu der jeweiligen
Antriebskammer 114/1 bzw. 114/2 hin freigegeben sind und
damit ein Drucksignal auf dem Niveau des in die Antriebs-Kammern
114/1 und 114/2 einkoppelbaren Steuerdruckes abgeben,
wodurch der Hauptschieber 38 zwischen seinen alternativen
Funktionsstellungen I und 11 umschaltbar ist.
Die Förderleitung 22 ist mittels eines zum Auslaßventil 21
gemäß Fig. 1 analog gestalteten Absperrorgans 121 für die
Dauer des Rohrweichen-Umschaltvorganges gegen das S-Rohr
absperrbar, wobei der zum Antrieb des Absperrorgans 121
vorgesehene Differentialzylinder 118 mit einem Endstellungs-
Impulsgeber 119 versehen ist, der seinen Ausgangs-Druckim
puls abgibt, wenn das Absperrorgan 121 nach Druckbeaufschla
gung der bodenseitigen Steuerkammer 122 des Differentialzy
linders 118 mit dem Steuerdruck Px seine die Absperrung des
S-Rohres 112 gegen die Förderleitung 22 vermittelnde End
stellung erreicht.
Zur betriebsgerechten Ansteuerung des Differentialzylinders
118 des Absperrorgans 121 sind ein Schließ-Steuerventil 123
und ein Öffnungs-Steuerventil 124 vorgesehen, sowie zwei als
4/2-Wege-Ventile ausgebildete Betriebsart-Umschaltventile
126 und 127, deren federzentrierte Grundstellungen 0 dem
normalen Förderbetrieb und deren dazu alternative Funktions
stellungen I dem Rückförderbetrieb der Dickstoffpumpe 10′′
zugeordnet sind. Desweiteren ist ein druckgesteuertes Ver
sorgungs-Steuerventil 128 für den Rohrweichen-Antrieb 113/1,
113/2 vorgesehen, das nur wenn und solange der Endstellungs-
Druckimpuls des Endstellungs-Impulsgebers 119 des Differen
tialzylinders des Absperrorgans 121 ansteht, den Hochdruck
ausgang 34 der Pumpe 36 mit dem Steuerdruck-Anschluß 33 des
Hydraulikblocks 90 der hydraulischen Folgesteuerung verbin
det, so daß hierdurch die Zeitspanne definiert ist, inner
halb derer die Rohrweiche 111 umgeschaltet wird, wobei inner
halb dieser Zeitspanne auch die Hochdruckpumpe 36 über das
Regelventil 83 auf maximale Förderleistung eingestellt ist.
Als weiteres Betriebsart-Umschaltventil, das manuell oder
elektrisch gesteuert umschaltbar ist, ist weiter ein zu dem
Versorgungs-Steuerventil 128 hydraulisch parallel geschalte
tes 2/2-Wege-Ventil 128′ vorgesehen, das eine dem Förderbe
trieb zugeordnete Sperrstellung I und eine dem Rückförderbe
trieb zugeordnete Durchflußstellung II hat, in welcher der
Druckausgang 34 der Hochdruckpumpe 36 mit dem Steueranschluß
33 des Hydraulik-Blocks 90 verbunden ist. Hiermit funktions
äquivalent wäre die Einfügung eines solchen 2/2-Wege-Ventils
zwischen den Hochdruckausgang 34 der Pumpe 36 und die Steuer
kammer des Versorgungs-Steuerventils 128.
Das funktionelle Zusammenspiel dieser zusätzlich zum Ausfüh
rungsbeispiel gemäß Fig. 2 vorgesehenen Ventile wird nach
folgend anhand eines Arbeitszyklus der Dickstoffpumpe 10′′
mehr im einzelnen erläutert.
Es wird von einer Situation ausgegangen, in welcher der
"rechte" Förderzylinder der Dickstoffpumpe 10′′ seinen För
derhub ausführt und demgemäß der Kolben 13/1 seines Antriebs
zylinders 12/1 sich in Richtung des Pfeils 41 nach "rechts"
bewegt. In dieser Situation ist die Antriebskammer 114/1 des
rechten Umschaltzylinders 113/1 der Rohrweiche 111 mit Druck
beaufschlagt und die Förderkammer des rechten Förderzylin
ders ist über das S-Rohr 112 der Rohrweiche 111 an die För
derleitung 22 angeschlossen, wobei das Absperrorgan 121
geöffnet ist, d. h. die bodenseitige Antriebskammer 122 des
Differentialzylinders 118 des Absperrorgans 121 über die an
diese angeschlossene Umschalt-Steuereinrichtung 64 bzw. 64′,
die an diese angeschlossene Steuerleitung 129, das Öffnungs-
Steuerventil 124 und das Schließ-Steuerventil 123, die sich
in ihren dargestellten Funktionsstellungen befinden, zum
Tank 32 des Druckversorgungsaggregats 28 hin entlastet ist.
Dieser Situation war die Abgabe des Endstellungs-Signals am
Druckausgang 117/1 des rechten Umschaltzylinders 113/1 vor
ausgegangen, durch das zum einen das Öffnungs-Steuerventil
124 in seine dargestellte Funktionsstellung I, die "paralle
lem" Verlauf seiner Durchflußkanäle entspricht, und der
Hauptschieber 38 des Hydraulikblocks 90 in dessen Funktions
stellung 11, die "gekreuztem" Verlauf seiner Durchflußkanäle
entspricht, umgeschaltet worden waren, sowie die Abgabe des
Endstellungs-Impulses des auf das Ende des Förderhubes des
linken Antriebszylinders 12/2 der Dickstoffpumpe 10′′ anspre
chenden Endstellungs-lmpulsgebers 44, durch dessen Ausgangs
signal das Schließ-Steuerventil 123 in seine dargestellte
Funktionsstellung II, die "gekreuztem" Verlauf seiner Steuer
kanäle im Schaltsymbol entspricht und das Betätigungs-Steuer
ventil 54 in seine Funktionsstellung I, die im Schaltsymbol
"parallelem" Verlauf seiner Durchflußkanäle entspricht,
umgeschaltet worden waren. Die Folge dieser Ventil-Funktions
stellungen ist die angenommene Ausgangssituation, in welcher
der rechte Förderzylinder seinen Förderhub und der linke
Förderzylinder seinen Beschickungshub ausführt.
Im weiteren Verlauf der Förderphase des rechten Förderzylin
ders bzw. der Beschickungsphase des linken Förderzylinders
gelangt der Kolben des Antriebszylinders 12/2 des linken
Förderzylinders in seine bodennahe Endstellung, wodurch der
diese Endstellung erfassende Endstellungs-Impulsgeber 46
einen Druck-Ausgangsimpuls abgibt, durch den das Betätigungs-
Steuerventil 54 in dessen Funktionsstellung 11, die im
Schaltsymbol gekreuztem Verlauf der Durchflußpfade ent
spricht, und das Schließ-Steuerventil in dessen Funktions
stellung I, die im Schaltsymbol parallelem Verlauf seiner
Durchflußpfade entspricht, umgeschaltet werden.
Die Folge hiervon ist zunächst, daß das Absperrorgan 121 in
seine Sperrstellung gelangt, da die Steuerleitung 129 mit
hohem Steuerdruck beaufschlagt ist, der über die Umschalt-
Steuereinrichtung 64 bzw. 64′ in die bodenseitige Antriebs
kammer 122 des Differentialzylinders 118 des Absperrorgans
121 eingekoppelt ist. Die Folge hiervon wiederum ist, daß
mit dem Einlaufen des Absperrorgans 121 in seine Sperr
stellung der Endstellungs-Impulsgeber 119 des Differential
zylinders 118 des Absperrorgans 121 seinen für die Schließ-
Stellung des Absperrorgans 121 charakteristischen Druck-
Ausgangsimpuls erzeugt, durch den das Versorgungs-Steuerven
til 128 in seine im Schaltsymbol gekreuztem Verlauf seiner
Durchflußpfade entsprechende Funktionsstellung 11 umgeschal
tet wird, in welcher nunmehr der hohe Steuerdruck Px am
Betätigungs-Steuerventil 54 ansteht, der in dessen Funktions
stellung 11 nunmehr in die Antriebskammer 114/2 des linken
Umschaltzylinders 113/2 der Rohrweiche 111 eingekoppelt ist,
die dadurch in die die Förderkammer des linken Förderzylin
ders mit der Förderleitung 22 verbindende Stellung ihres
S-Rohres 122 umgeschaltet wird. Mit Ausführung dieser Umschal
tung wird am Druckausgang 117/2 des linken Umschaltzylinders
113/2 der Rohrweiche das Druck-Ausgangssignal abgegeben,
durch das das Öffnungs-Steuerventil 124 in die im Schaltsymbol
gekreuztem V 03852 00070 552 001000280000000200012000285910374100040 0002004127277 00004 03733erlauf seiner Durchflußpfade entsprechende
Funktionsstellung 11 umgeschaltet wird und gleichzeitig der
Hauptschieber 38 in seine im Schaltsymbol parallelem Verlauf
seiner Durchflußpfade entsprechende Funktionsstellung 1
umgeschaltet wird. Durch die Umschaltung des Öffnungs-Steuer
ventils 124 wird die Antriebskammer 122 des Differentialz
ylinders 118 des Absperrorgans 122 wieder druckentlastet, so
daß das Absperrorgan 121 wieder öffnen kann, und es wird
über den in seiner Funktionsstellung I befindlichen Haupt
schieber 38 der Betriebsdruck P in die bodenseitige Antriebs
kammer 23/2 des linken Antriebszylinders 12/2 der Dickstoff
pumpe 10′′ eingekoppelt, wodurch der linke Förderzylinder
nunmehr im Förderbetrieb arbeitet, während der rechte Förder
zylinder 12/1 seinen Beschickungshub ausführt.
Das insoweit erläuterte Funktionsspiel wiederholt sich so
bald der Kolben des Antriebszylinders 12/2 des linken Förder
zylinders in die Nähe seiner bodenfernen Endstellung gelangt
und der auf diese Endstellung ansprechende Endstellungs-
Druckimpulsgeber 44 einen Druckimpuls abgibt.
Die Umschaltung der Dickstoffpumpe 10′′ gemäß Fig. 3 auf den
Rückförder-Betriebsmodus, in welchem Dickstoff aus der För
derleitung 22 zurück in den Vorratsbehälter gepumpt wird,
erfolgt durch gleichzeitige Umschaltung der Betriebsart-
Umschaltventile 76 und 77 sowie 126 und 127 aus ihren feder
zentrierten Grundstellungen 0, die in den Schaltsymbolen
jeweils gekreuztem Verlauf ihrer Durchflußpfade entsprechen
in ihre im Schaltsymbol parallelem Verlauf ihrer Durchfluß
pfade entsprechenden Funktionsstellungen 1, sowie der als
2/2-Wege-Ventil ausgebildeten Betriebsart-Umschaltventils
128′ in dessen Durchflußstellung II, wobei die Umschal
tung der der Rohrweiche 111 zugeordneten Betriebsart-Umschalt
ventile 126 und 127 bewirkt, daß im Rückförder-Betriebsmodus
der Dickstoffpumpe 10′′ das Absperrorgan 121 permanent seine
Offen-Stellung einnimmt, da über das in diesem Betriebsmodus
als Bypass-Ventil wirkende Betriebsart-Umschaltventil 127,
in dessen Funktionsstellung I das Schließ-Steuerventil und
das Öffnungs-Steuerventil durch einen Bypass-Pfad überbrückt
sind, und das in seiner Funktionsstellung 1 befindliche
zweite, der Rohrweiche 111 zugeordnete Betriebsart-Umschalt
ventil 126 die stangenseitige Antriebskammer 131 permanent
mit dem hohen Steuerdruck Px beaufschlagt hält, während die
bodenseitige Steuerkammer 122 des Differentialzylinders 118
des Absperrorgans 121 zum drucklosen Tank 32 des Druckversor
gungsaggregats hin entlastet ist, und durch die Umschaltung
des 2/2-Wege-Ventils 128′ in dessen Durchflußstellung 11 die
Druckversorgung der Umschaltzylinder 113/1 und 113/2 der
Rohrweiche 111 sichergestellt ist.
Soweit vorstehend zur Folgesteuerung des Förder- und Rück
förderbetriebes der Dickstoffpumpen 10, 10′ und 10′′ abgesehe
ne Endstellungsimpulsgeber und Ventile als hydraulische
Impulsgeber und mittels dieser hydraulisch ansteuerbare
Ventile ausgebildet sind, können statt dessen auch elektrische
Impulsgeber und elektrisch ansteuerbare Ventile zweckentspre
chend eingesetzt werden.
Claims (16)
1. Hydraulische Steuerungseinrichtung für eine Dickstoff
pumpe mit mindestens einem mittels eines Hydrozylinders
(12) antreibbaren Förderzylinder (11), dessen Förder
kammer (17) über ein hydraulisch betätigbares Einlaßven
til (18) und über ein hydraulisch betätigbares Auslaßven
til (21) alternierend an einen Vorratsbehälter (19)
sowie eine Förderleitung (22) anschließbar ist, wobei in
der Beschickungsphase des Förderzylinders (11), in wel
cher dessen Kolben (16) eine Verschiebung im Sinne einer
Volumenerweiterung der Förderkammer (17) erfährt, das
Einlaßventil (18) offen und das Auslaßventil (21) ge
schlossen ist und in der Förderphase des Förderzylinders,
in welcher sein Kolben im Sinne einer Volumenverminde
rung der Förderkammer angetrieben ist, das Auslaßventil
offen und das Einlaßventil geschlossen ist, mit einer
die zyklengerechte Umschaltung des Ein- und des Auslaß
ventils sowie die Umschaltung des Pumpenantriebs ver
mittelnden Folgesteuerung, die eine auf das Auslaßventil
wirkende Umschalt-Steuereinrichtung (64) umfaßt, die
nach einem Umschalten des Antriebs-Hydrozylinders (12)
des Förderzylinders (11) auf Ausführung des Förderhubes
das Auslaßventil (21) so lange in seiner Sperrstellung
hält, bis in der Förderkammer (17) ein einstellbar-vor
gebbarer Druck-Schwellenwert erreicht ist, der mindestens
annähernd dem in der Förderleitung (22) herrschenden
Druck entspricht, und ab Erreichen dieses Druckschwellen
wertes die Umschaltung des Auslaßventils in dessen Durch
flußstellung vermittelt, wobei diese Umschaltung durch
ventilgesteuerte Druckentlastung eines Steuerzylinder-Druckraumes
erfolgt, bei dessen Druckbeaufschlagung das
Auslaßventil in seiner Sperrstellung gehalten ist, da
durch gekennzeichnet, daß das die Druckentlastung des
Antriebsdruckraumes des zur Betätigung des Auslaßventils
vorgesehenen Steuerzylinders vermittelnde Ventil der
Umschalt-Steuereinrichtung (64; 64′) als ein in Abhän
gigkeit von dem zur Druckbeaufschlagung des Antriebs
zylinders (12) des Förderzylinders (11) erzeugten Hoch
druck gesteuertes, elektrisch oder hydraulisch betätig
bares Ventil (71) ausgebildet ist, das ab Erreichen
eines einstellbar-vorgebbaren Mindestwertes des in den
Antriebszylinder (12) eingekoppelten Druckes in seine
Durchflußstellung umgeschaltet wird.
2. Hydraulische Steuerungseinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Druckentlastungsventil
(71) als ein druckgesteuertes Durchflußventil (71) aus
gebildet ist, zu dem ein Rückschlagventil (73) parallel
geschaltet ist, das durch höheren Druck an seinem dem
Steuer-Zylinder (53) abgewandten Anschluß als im Antriebs
druckraum (66) des Steuerzylinders in Öffnungsrichtung
und durch relativ höheren Druck im Antriebsdruckraum
(66) in Sperrichtung beaufschlagt ist.
3. Hydraulische Steuerungseinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Entlastungs-Steuerventil
(71) als Proportionalventil ausgebildet ist, zu dem ein
Rückschlagventil (73) parallel geschaltet ist, das durch
höheren Druck an seinem dem Zylinder (53) abgewandten
Anschluß als im Antriebsdruckraum des Steuerzylinders
(53) in Öffnungsrichtung und durch relativ höheren Druck
im Antriebsdruckraum (66) in Sperrichtung beaufschlagt
ist.
4. Hydraulische Steuerungseinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Entlastungssteuerventil
als ferngesteuertes Rückschlagventil (73′) ausgebildet
ist, das durch relativ höheren Druck im Antriebsdruck
raum des Steuerzylinders in Sperrichtung beaufschlagt
ist und durch Fernansteuerung mittels des in den An
triebszylinder (12) des Förderzylinders (11) eingekoppel
ten Druckes in seine Offen-Stellung schaltbar ist.
5. Hydraulische Steuerungseinrichtung nach einem der An
sprüche 1 bis 4, für eine als Einzylinder-Pumpe ausge
bildete Dickstoffpumpe (10), dadurch gekennzeichnet, daß
der Antriebszylinder (12) des Förderzylinders (11) mit
einem ersten - elektrischen oder hydraulischen - End
stellungsgeber (44) versehen ist, der einen Endstellungs-
Signalimpuls abgibt, wenn der Kolben (13) des Antriebs
zylinders (12) in der Endphase des Förderhubs des Förder
zylinders (11) in unmittelbare Nähe seiner diesbezügli
chen Endstellung gelangt, sowie mit einem zweiten End
stellungsgeber (46), der einen Endstellungs-Signalimpuls
abgibt, wenn der Kolben (13) des Antriebszylinders (12)
in der Endphase dem Beschickungshubes des Förderzylin
ders in unmittelbare Nähe seiner diesbezüglichen End
stellung gelangt, daß mit den Endstellungs-Signalimpul
sen der Endstellungsgeber (44 und 46) ein Betätigungs-
Steuerventil (54) jeweils umschaltbar ist, über das,
jeweils im Gegentakt die Druckbeaufschlagung und -ent
lastung von Einlaßkammern den Einlaß- und den Auslaß
ventilen als Betätigungselemente zugeordneter Hydrozy
linder (52/1 und 52/2 sowie 53/1 und 53/2) erfolgt,
derart, daß an jeweils einem der beiden Förderzylinder
das Einlaßventil schließt, wenn das Auslaßventil öffnet
und am jeweils anderen Förderzylinder die Schließ- und
Öffnungsbewegungen seines Ein- und Auslaßventils in
umgekehrter Reihenfolge ablaufen, daß mindestens ein
Endstellungsgeber (67) vorgesehen ist, der einen Aus
gangsimpuls erzeugt, wenn das Einlaßventil (18) in seine
Sperrstellung gelangt und ein weiterer Endstellungs
geber, der ein mit der weitestmöglichen Offen-Stellung
des Einlaßventils korreliertes Ausgangssignal erzeugt,
und daß die Ausgangssignale dieser den Ventilpositionen
zugeordneten Endstellungsgeber (67, 68 bzw. 68′) die
Umschaltung eines Hauptschiebers (38) vermitteln, der
die Förder- und Beschickungsphasen des Förderzylinders
(11) steuert.
6. Hydraulische Steuerungseinrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der weitere, zur Erfassung
einer Ventilposition vorgesehene Endstellungsgeber dem
Auslaßventil (21) zugeordnet ist und sein Ausgangssignal
erzeugt, wenn der Kolben des zur Schließ- und Öffnungs
steuerung des Auslaßventils (21) vorgesehenen Hydrozylin
ders (53) seine mit dem sperrenden Zustand des Auslaß
ventils (21) verknüpfte Endstellung erreicht.
7. Hydraulische Steuerungseinrichtung nach einem der An
sprüche 1 bis 4, mit einer als Zweizylinderpumpe ausge
bildeten Dickstoffpumpe (10′), mit, gesteuert durch
Umschaltung eines Hauptschiebers (38) im Gegentakt an
treibbaren Förderzylindern, deren Förderkammern über je
ein Einlaßventil an den Vorratsbehälter und über je ein
Auslaßventil an die Förderleitung anschließbar sind,
wobei die durch die Folgesteuerung mit der Gegentakt-
Ansteuerung der Antriebszylinder auch vermittelte Gegen
takt-Betätigung der Einlaß- und der Auslaßventile mit
tels hydraulischer Differentialzylinder (52/1 und 52/2
sowie 53/1 und 53/2) als Umschaltzylinder erfolgt, durch
deren einseitige, z. B. bodenseitige Druckbeaufschlagung
die Schließstellung und durch deren entgegengesetzte,
z. B. stangenseitige Druckbeaufschlagung die Offen-Stel
lung des jeweiligen Ventils erzielt wird, wobei die
Betätigungssteuerung der Einlaßventile über zwei Steuer
leitungen (92, 93) erfolgt, deren eine auf hohem Steuer
druckniveau liegt, während die andere an den Tank (32)
des Druckversorgungsaggregats (28) angeschlossen ist und
der Druckpegel in diesen Steuerleitungen (92 und 93)
mittels eines Betätigungs-Steuerventils (54) kommutier
bar ist, und wobei die eine dieser Steuerleitungen mit
der bodenseitigen Steuerkammer des einen Steuerzylinders
verbunden ist und an die stangenseitigen Steuerkammer
des anderen Steuerzylinders angeschlossen ist und an
dessen bodenseitige Steuerkammer die andere Steuerlei
tung angeschlossen ist und diese auch mit der stangen
seitigen Steuerkammer des erstgenannten einen Umschalt
zylinders verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß für
die Kommutierung des Betätigungs-Steuerventils (54)
erforderliche Ausgangssignale von Endstellungs-Impulsgebern
(44 und 46) abgegeben werden, die einem der für
je einen Förderzylinder vorgesehenen Antriebszylinder
(12/1 oder 12/2) zugeordnet sind und je ein Signal ab
geben, wenn der Kolben dieses Antriebszylinders (12/1
oder 12/2) seine mit der Endphase des Förderhubes bzw.
der Endphase des Beschickungshubes verknüpfte Endstel
lung erreicht, und daß zur Umschalt-Steuerung des Haupt
schiebers (38), über den die im Sinne des Gegentaktbe
triebes ablaufende Antriebssteuerung der Antriebszylin
der (12/1 und 12/2) der beiden Förderzylinder erfolgt,
erforderlichen Ansteuersignale von Endstellungsgebern
(67/1, 67/2) erzeugt werden, die den für die Umschaltung
der Einlaßventile vorgesehenen Hydrozylindern (52/1, 52/2)
zugeordnet sind und einen Endstellungs-Impuls jeweils
dann abgeben, wenn die Kolben dieser Hydrozylinder je
weils die mit der geschlossenen Position des jeweiligen
Ventils verknüpfte Endstellung erreichen.
8. Hydraulische Steuerungseinrichtung nach Anspruch 7, mit
einer Betriebsart-Umschalteinrichtung mittels derer die
Pumpe (10′) auf Rückförderbetrieb, bei dem Dickstoff aus
der Förderleitung (22) zurück in den Vorratsbehälter
gepumpt wird, umschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Umschalt-Steuereinrichtungen (64; 64′) der Auslaß
ventile jeweils zwischen diejenige Steuerkammer des
Umschaltzylinders des Auslaßventils, durch dessen Druck
beaufschlagung das Ventil in die Schließstellung geschal
tet wird und diejenige der Steuerleitungen geschaltet
sind, durch deren Druckbeaufschlagung das zu demselben
Förderzylinder gehörende Einlaßventil in seine Offen-
Stellung steuerbar ist, und daß für die beiden Umschalt
zylinder (53/1 und 53/2) der Auslaßventile je ein Be
triebsart-Umschaltventil (94, 96) vorgesehen ist, die in
einer dem normalen Förderbetrieb zugeordneten, feder
zentrierten Grundstellung die stangenseitigen Steuer
kammern (61/1 und 61/2) die Umschaltzylinder (53/1 und
53/2) mit dem Tank (32) des Druckversorgungsaggregats
(28) verbinden und in ihrer dazu alternativen Durchfluß
stellungen die stangenseitigen Steuerkammern (61/1, 61/2)
der Umschaltzylinder (53/1, 53/2) der Auslaßventile je
weils mit derjenigen der beiden Steuerleitungen (92 bzw.
93) verbinden, über die das Einlaßventil desselben För
derzylinders in seine Sperrstellung gesteuert wird.
9. Hydraulische Steuerungseinrichtung nach Anspruch 7 oder
Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur zyklusge
rechten Umschaltung des Hauptschiebers (38), über den
die alternierende Druckbeaufschlagung und -entlastung
der beiden Antriebszylinder (12/1 und 12/2) der Dick
stoffpumpe (10′) erfolgt, ausgenutzte, mit dem Schließen
der Einlaßventile ausgelöste Endstellungs-Impulssignale,
durch die die Umschalt-Organe (39, 42) des Hauptschiebers
(38) betätigbar sind, diesen Umschaltorganen (39 und 42)
über Zeitverzögerungsglieder (102, 103; 104, 106) zugelei
tet sind.
10. Hydraulische Steuerungseinrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptschieber (38) als
druckgesteuertes Ventil ausgebildet ist, das durch alter
native Druckbeaufschlagung zweier Steuerkammern (39, 42)
zwischen zwei Funktionsstellungen umschaltbar ist, in
denen je einer der Antriebszylinder (12/1, 12/2) der
Pumpe (10′) druckbeaufschlagt und der andere druckent
lastet ist, daß die Endstellungsgeber (67/1, 67/2) der
Umschaltzylinder (52/1, 52/2) der Einlaßventile als hy
draulische Impulsgeber ausgebildet sind, die bei Errei
chen der den Sperrstellungen der Einlaßventile zugeord
neten Endstellungen ihrer Kolben Druckimpulse mit erhöh
tem Druckpegel abgeben, der in je eine der Steuerkammern
(39, 42) des Hauptschiebers (38) einkoppelbar ist, und
daß die Zeitverzögerungsglieder als Drosselstellen der
von den Impulsgebern (67/1 und 67/2) zu den Steuerkammern
(39, 42) führenden Impuls-Signalpfade ausgebildet sind.
11. Hydraulische Steuerungseinrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Impulssignalpfade für
die Endstellungs-Impulse zu den Steuerkammern (39, 42)
des Hauptschiebers (38) über ein Betriebsart-Umschalt
ventil (77) geführt sind, dessen Grundstellung (0) dem
normalen Förderbetrieb zugeordnet ist, und dessen hierzu
alternative Funktionsstellung (1) dem Rückförderbetrieb
der Pumpe zugeordnet ist, und daß die Drosselstellen
(104, 106) in den für den Rückförderbetrieb ausgenutzten
Durchflußkanälen des Betriebsart-Umschaltventils (77)
angeordnet sind.
12. Hydraulische Steuerungseinrichtung nach Anspruch 10 oder
Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel
stellen der Impuls-Signalpfade durch Einstelldrosseln
(102, 103) gebildet sind.
13. Hydraulische Steuerungseinrichtung nach einem der An
sprüche 1 bis 4, für eine Zweizylinder-Dickstoffpumpe
mit
- - einer Rohrweiche (111) zu alternierenden Ankopplung des jeweils im Förderbetrieb arbeitenden Förderzylin ders an eine Förderleitung und Öffnung des anderen Förderzylinders zu einem Vorratsbehälter hin,
- - Endstellungs-Signalgebern, die ein Ausgangssignal erzeugen, sobald ein Umschaltvorgang der Rohrweiche (111) vollzogen ist,
- - einem Absperrorgan (121), mittels dessen die Förder leitung während eines Umschaltvorganges der Rohr weiche (111) gegen diese absperrbar ist,
- - einem als Differentialzylinder (118) ausgebildeten Schließ- und Öffnungsantrieb für das Absperrorgan (121), das am freien Ende der Kolbenstange des Diffe rentialzylinders (118) angeordnet ist und in seine Sperrstellung gelangt, wenn die bodenseitige Antriebs kammer (122) dieses Differentialzylinders (118) über die Umschalt-Steuereinrichtung (64; 64′) mit Druck beaufschlagt ist, alternativ dazu in seine Offen-Stel lung gelangt, wenn diese bodenseitige Antriebskammer (122) über die Umschalt-Steuereinrichtung (64; 64′) zum Tank (32) des Druckversorgungsaggregats (28) hin druck entlastet ist,
- - einem Endstellungs-Impulsgeber (119), der ein Impuls signal erzeugt, wenn das Absperrorgan (121) seine Schließstellung erreicht und mit
- - Betriebsart-Umschaltventilen (76, 77, 126, 127) deren Grundstellung jeweils eine dem normalen Förderbetrieb zugeordnete Durchflußstellung ist, und deren dazu alternative Funktionsstellung dem Rückförderbetrieb zugeordnet ist, in dem die Pumpe (10′) Dickstoff aus der Förderleitung in den Vorratsbehälter zurückpumpt,
dadurch gekennzeichnet, daß im Rahmen der Folgesteuerung,
welche die betriebsgerechte Folge der Druckbeaufschla
gung der Antriebszylinder (12/1 und 12/2) für die Förder
zylinder, der Umschaltung der Rohrweiche (111) und der
Ansteuerung des Absperrorgans (121) steuert, deren Öff
nungs- und Schließsteuerung im normalen Förderbetrieb
durch Druckbeaufschlagung und Druckentlastung des Steuer
eingangs der Umschalt-Steuereinrichtung (64; 64′) erfolgt,
eine ein Schließ-Ventil (123) und ein Öffnungs-Steuer
ventil (124) in hydraulischer Reihenschaltung umfassende
Ventil-Kombination vorgesehen ist, die einen ersten
Ausgang hat, der an den Steuereingang (133) der Umschalt-
Steuereinrichtung (64; 64′) angeschlossen ist, über den
die Druckbeaufschlagung der bodenseitigen Steuerkammer
(122) zum Schließen des Absperrorgans (121) und Druckent
lastung dieser Steuerkammer (122) zum Öffnen des Absperr
organs (121) erfolgt und einen zweiten Ausgang, der über
ein erstes, dem Absperrorgan (121) zugeordnetes Betriebs
art-Umschaltventil (126) mit der stangenseitigen Steuer
kammer (131) des Umschaltzylinders (118) des Absperror
gans (121) verbindbar ist, wobei durch individuelle
Umschaltung je eines der beiden Schließ- und Öffnungs
Steuerventile die Drücke an den beiden Ausgängen der
Ventilkombination kommutierbar sind.
14. Hydraulische Steuerungseinrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites, dem Absperror
gan (121) zugeordnetes Betriebsart-Umschaltventil (127)
vorgesehen ist, in dessen dem Rückförderbetrieb der
Pumpe (10′′) zugeordneter Funktionsstellung der hohe
Steuerdruck permanent an dem anderen Betriebsart-Um
schaltventil (126) des Absperrorgans (121) ansteht.
15. Hydraulische Steuerungseinrichtung nach Anspruch 13 oder
Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Umschal
tung des Absperrorgans (121) vorgesehene Differential
zylinder (118) mit einem Endstellungsgeber (119) ver
sehen ist, der im Förderbetrieb der Dickstoffpumpe (10′′)
für das Erreichen der Schließposition des Absperrorgans
(121) jeweils charakteristische Ausgangssignale erzeugt,
mit denen ein Versorgungs-Steuerventil (128) ansteuerbar
ist, über das hoher Steuerdruck dem Betätigungs-Steuer
ventil (54) für die Steuerung der Druckversorgung der
Umschalt-Zylinder (113/1, 113/2) der Rohrweiche (111)
zuführbar ist, und daß ein zu dem Versorgungs-Steuerven
til (128) parallelgeschaltetes Umschalt-Steuerventil
(128′) vorgesehen ist, das vorzugsweise als 2/2-Wege-
Ventil ausgebildet ist, dessen dem Förderbetrieb der
Dickstoff-Pumpe (10′′) zugeordnete Grundstellung eine
Sperrstellung und dessen dem Rückförderbetrieb zugeord
nete Funktionsstellung eine Durchflußstellung ist, in
der hoher Steuerdruck dem Betätigungs-Steuerventil (54)
zugeführt ist.
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