DE9217574U1 - Steuerungsanordnung für eine Mehrzylinder-Dickstoffpumpe - Google Patents

Description

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Steuerungsanordnung für eine Mehrzylinder-Dickstoffpumpe

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsanordnung zum Steuern der Antriebs- und Schieberzylinder einer Mehrzylinder-Dickstoff pumpe .

Eine solche Steuerungsanordnung ist aus PCT/EP 89/00273 bekannt. In der dort beschriebenen Zweizylinder-Dickstoffpumpe wird ein Umschaltventil in zwei Betriebszuständen, nämlich im Leerlauf und unter Hochlast, durch jeweils ein diesem Betriebszustand zugeordnetes Steuersystem umgeschaltet.

Der oben angegebene Stand der Technik geht davon aus, daß im normalen Arbeitsbetrieb, das heißt unter Last, zwei Druckschaltventile an einem Antriebszylinder ohne Druckausgleichseinrichtung boden- und stangenseitig angebracht sein müssen, um zu verhindern, daß dessen Kolben in der jeweiligen Endstellung nicht mechanisch an den Zylinder anschlägt. Außerhalb des normalen Arbeitsbetriebes aber, z. B. im Leerlauffall, wird der für die Umschaltung der Druckschaltventile notwendige Druck aufgrund des Differentialverhältnisses des Antriebszylinders erst in der Endlage des Antriebskolbens erreicht. Das führt im Leerlaufbetrieb zu einem unerwünschten Kolbenanschlag in der Endlage.

Im oben genannten Stand der Technik wird dieses Problem dadurch gelöst, daß zusätzlich zu den Druckventilen für den Hochlast-Betrieb ein Steuersystem für den Leerlauf-Betrieb vorgesehen ist. Dieses Steuersystem umfaßt einen jeweils an einer Kolbenstange stangenfest angebrachten Schaltkopf und einen diesem zugeordneten Schalter, wobei der Schalter relativ zur Endlage des entsprechenden Schaltkopfes verschiebbar ist.

Die duale Steuerung in einer Zweizylinder-Dickstoffpumpe des oben angegebenen Standes der Technik erfordert einen hohen konstruktiven Aufwand. So müssen immer zwei unterschiedliche Antriebszylinder, daß heißt, mit und ohne Druckausgleichseinrichtung, eingesetzt werden. Zudem können Probleme bei der Harmonisierung der beiden unterschiedlichen Steuersysteme auftreten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Steuerungsan-Ordnung zum Steuern der Antriebs- und Schieberzylinder zu schaffen, die in technisch einfacher Weise auf unterschiedliche Betriebszustände eingestellt werden kann.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. 15

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Mit dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es nunmehr möglich, auf konstruktiv einfache Weise eine exakte Steuerung der Antriebs- und Schieberzylinder zu schaffen und dabei ganz auf das Steuersystem mittels Druckschaltventilen zu verzichten, da die erfindungsgemäße Einstellbarkeit des Auslöseelements eine ausreichend große Variabilität zur Anpassung der Antriebszylinder an die unterschiedlichen Betriebszustände zuläßt.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltschema einer Steuerungsanordnung für eine Mehrzylinder-Dickstoffpumpe, mit Einkreissteuerung;

Fig. 2 ein Schaltschema für eine Mehrzylinder-Dickstoffpumpe, mit Zweikreissteuerung;

Fig. 3 ein Schaltschema für ein Wegeventil zur wahlweisen stangenseitigen oder kolbenseitigen Beaufschlagung eines Antriebszylinders;

Fig. 4 ein Schaltschema für Wegeventile zur wahlweisen stangenseitigen oder kolbenseitigen Beaufschlagung der Antriebszylinder;

Fig. 5 schematische Darstellung zum manuellen Umstellen von der stangenseitigen zur kolbenseitigen Beaufschlagung der Antriebszylinder.

Fig. 1 zeigt ein Schaltschema für eine Steuerungsanordnung in einer Mehrzylinder-Dickstoffpumpe bei einer Einkreissteuerung.

Die dargestellte Mehrzylinder-Dickstoffpumpe umfaßt im vorliegenden Fall zwei Antriebszylinder la und Ib, die jeweils einem Förderzylinder 3a und 3b zugeordnet sind und mit diesen über eine gemeinsame Spülkammer 5 in Verbindung stehen. Jeder Kombination Antriebs-/Förderzylinder la, 3a und Ib, 3b ist jeweils ein Kolben 7a bzw. 7b mit einer Kolbenstange 9a, 9b zugeordnet, wobei der Kolben 7a, 7b in dem entsprechenden Förderzylinder 3a, 3b dicht geführt wird und sich mit der Kolbenstange 9a, 9b durch eine Öffnung in der Spülkammer 5 in den entsprechenden Antriebszylinder la, Ib erstreckt und dort ebenfalls dicht geführt wird. Die beiden Antriebszylinder la, Ib sind über eine Leitung 10 hydraulisch miteinander verbunden. Jeder Antriebszylinder la, Ib weist zudem ein Druckausgleichsventil 12a, 12b auf.

Am kolbenseitigen Ende der Förderzylinder 3a, 3b sind zwei Schieberzylinder 11a und 11b vorgesehen, die durch ihre Betätigung einen Rohrschieber 13 mit dem Ausgang eines der Förderzylinder 3a oder 3b in Verbindung bringen. Die Schieberzylinder 11a und 11b und die Antriebszylinder la und Ib werden von einer Hauptpumpe 15 mit Hydrauliköl versorgt. Zwischen der Hauptpumpe 15 und den Schieberzylindern 11a,

lib ist ein Wegeventil 17 zwischengeschaltet und zwischen Hauptpumpe 15 und den Antriebszylindern la, Ib ist ein Wegeventil 19 zwischengeschaltet.

Zwischen der Hauptpumpe 15 und dem Wegeventil 19 sitzt ein Drosselventil 20.

In der Spülkammer 5 ist eine elektrische Schalteinrichtung angebracht, die zwei Nährungsschaltern 21a und 21b umfaßt. Auf den Kolbenstangen 9a, 9b sind jeweils ein als Schaltring ausgebildetes Auslöseelement 23a bzw. 23b angebracht. Der Schaltring 23a, 23b ist auf der entsprechenden Kolbenstange 9a, 9b in Bewegungsrichtung verstellbar.

in Fig. 2 ist ein Schaltschema der erfindungsgemäßen Steuerungsanordnung mit einer Zweikreisschaltung dargestellt. Der Aufbau unterscheidet sich gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Steuerungsanordnung lediglich darin, daß eine Nebenpumpe 25 vorgesehen ist, die das Wegeventil 17 und damit die Schieberzylinder 11a, 11b getrennt von den durch die Hauptpumpe 15 versorgten Antriebszylindern la, Ib versorgt .

Bei Inbetriebnahme der Mehrzylinder-Dickstoffpumpe mit zwei Antriebszylindern la, Ib pumpt die Hauptpumpe 15 über das Wegeventil 19 Hydrauliköl auf den Arbeitszylinder la. Daraufhin wird bei stangenseitiger Beaufschlagung die Kolbenstange 9a eingefahren. Der mit der Kolbenstange 9a verbundene Kolben 7a saugt dabei Fördergut in den entsprechenden Förderzylinder 3a ein. Aufgrund der hydraulischen Verbindung durch die Leitung 10 fährt gleichzeitig mit dem Einfahren der Kolbenstange 9a die Kolbenstange 9b des Antriebszylinders Ib aus, so daß der Kolben 7b das in einem vorangegangenen Takt angesaugte Fördergut über den mit dem Förderzylinder 3b in Verbindung stehenden Rohrschieber 13 in eine Förderleitung herausdrückt.

Die richtige Schieberposition wird durch die Schieberzylinder 11a, 11b geschaltet, da diese bei einer Einkreissteuerung (Fig. 1) ebenfalls über das Wegeventil 17 mit Hydrauliköl aus der Hauptpumpe 8 oder bei einer Zweikreissteuerung (Fig. 2) mit Hydrauliköl aus der Nebenpumpe 25 bzw. dem Speicher 27 beaufschlagt werden.

Wenn die einfahrende Kolbenstange 9a in ihre Endlage kommt, unterfährt der einstellbare Schaltring 23a den zugeordneten Nährungsschalter 21a und löst einen elektrischen Impuls aus, der die Wegeventile 17 und 19 umschaltet. Daraufhin wird der Rohrschieber 13 durch den Schieberzylinder lla in Verbindung mit dein beim Einfahren gefüllten Förder zylinder 3a gebracht.

Die im vorhergehenden Takt ausgefahrene Kolbenstange 9b des Antriebszylinders Ib fährt anschließend ein und saugt dabei Fördergut in den Förderzylinder 3b, während die Kolbenstange 9a des Antriebszylinders la ausfährt und mit dem Förderkolben 7a das vorher angesaugte Fördergut über den Rohrschieber 13 in die Förderleitung drückt.

Wird jetzt von der einfahrenden Kolbenstange 9b des Arbeitszylinders Ib die Endlage erreicht, unterfährt der Schaltring 23b den Nährungsschalter 21b und löst dadurch wieder einen elektrischen Impuls aus, der die Wegeventile 17 und 19 umschaltet.

Die oben beschriebene Taktfolge bleibt bestehen, bis die Mehrzylinder-Dickstoffpumpe elektrisch abgeschaltet wird. Nach dem Abschalten fließt das Hydrauliköl der Hauptpumpe 15 über das Wegeventil 17 (Einkreissteuerung) bzw. 19 (Zweikreissteuerung) drucklos zu einem Tank (nicht dargestellt). Die Wegeventile 17, 19 sind so ausgebildet, daß auch verbleibendem Förderdruck kein Nachlaufen von Hydrauliköl stattfindet.

Mit dem Drosselventil 20 wird bei der Einkreissteuerung die Umschaltung des Wegeventils 19 und damit die umgekehrte Beaufschlagung des Arbeitszylinders la, Ib gegenüber der Umschaltung des Wegeventils 17 und damit der umgekehrten Beaufschlagung der Schieberzylinder 11a, 11b verzögert (sog. Druckfolgeschaltung). Dadurch kann die Steuerung so eingestellt werden, daß die Schieberzylinder 11a, 11b sicher schalten und keine hohen Druckspitzen auftreten.

Bei der Zweikreissteuerung ist durch die getrennte Ölversorgung der Schieberzylinder 11a, lib ein vorgegebenes schnelles Umschalten des Rohrschiebers 13 unabhängig von der Ölmenge der Hauptpumpe 15 gewährleistet.

Durch die einstellbaren Schaltringe 23a, 23b sind die

( Schaltpunkte so festgelegbar, daß die Kolben 7a, 7b in den Antriebszylindern la, Ib auch bei unterschiedlichen Betriebsverhältnissen nicht mechanisch anschlagen. Zudem können auch die Näherungsschalter 21a, 21b verstellbar sein.

Der Rohrschieber 13 ist an seinen Kanten so gestaltet, daß das Umsteuern gedämpft, das heißt schlagfrei und leise, erfolgt. Zudem können Blenden (nicht dargestellt) in den Wegeventilen 17, 19 vorgesehen sein.

Durch Umpolen eines Wegeventils 17, 19 mittels einem elektrischen Schalter (nicht dargestellt) kann auf einfache Weise durch eine umgekehrte Zuordnung von Rohrschieberposition und Hubbewegung der Kolbenstangen 9a, 9b ein sogenanntes Rücksteuern oder Zurückpumpen bewirkt werden.

Fig. 3 und 4 zeigen jeweils ein Schaltschema für die Wegeventile 17, 19 der Steuerungsanordnung für den Fall, daß die Beaufschlagung der Antriebszylinder la, Ib wahlweise stangenseitig oder kolbenseitig erfolgen soll.

Durch eine Umstellung des stangenseitigen Betriebs der Antriebszylinder la, Ib auf einen kolbenseitigen Betrieb,

lassen sich bei verringerter Fördermenge höhere Förderdrücke erzielen.

Die Umstellung der Wegeventile 17, 19 kann manuell, hydraulisch oder elektrisch erfolgen.

In Fig. 5 ist dargestellt, wie die Schläuche 29 an den Antriebszylindern la, Ib manuell umgeklemmt werden können, um letztere von einem stangenseitigen auf einen kolbenseitigen Betrieb umzustellen.

Claims (9)

Schut &zgr; ansprüche

1. Steuerungsanordnung zum Steuern der Antriebs-yschieberzylinder einer Mehrzylinder-Dickstoffpumpe,

mit einer elektrischen Schalteinrichtung (21a, 21b), die einem Kolben (7a, 9a; 7b, 9b) eines kombinierten Antriebs-/Förderzylinders (la, 3a; Ib, 3b) zugeordnet ist,

mit einer Auslöseeinrichtung (23a, 23b), die an dem Kolben (7a, 9a; 7b, 9b) in dessen Bewegungsrichtung verstellbar angeordnet ist und bei Betätigung der elektrischen Schalteinrichtung (21a, 21b) einen elektrischen Impuls auslöst, und

mit Wegeventilen (17, 19), die in Abhängigkeit von dem elektrischen Impuls umschaltbar sind und die Strömungsrichtung eines Hydraulikfluids wechseln.

2. Steuerungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Auslöseeinrichtung (23a, 23b) ein Schaltring ist. 25

3. Steuerungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die elektrische Schalteinrichtung (21a, 21b) zumindest ein Näherungsschalter ist.
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4. Steuerungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß jeder Nährungsschalter (21a, 21b) in einer Spülkammer (5) angeordnet ist.
35

5. Steuerungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet.

daß ein Drosselventil (20) vorgesehen ist, das einem der Wegeventile (19) zugeordnet ist und dessen Umschaltung gegenüber der Umschaltung des anderen Wegeventils (17) verzögert.
5

6. Steuerungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Antriebszylinder (la, Ib) für eine stangenseitige Beaufschlagung mit dem Fluid vorgesehen sind.

7. Steuerungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet,

daß die Antriebszylinder (la, Ib) für eine kolbenseitige Beaufschlagung mit dem Fluid vorgesehen sind.

8. Steuerungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet,

daß die Antriebszylinder (la, Ib) wahlweise zu einer stangenseitigen oder kolbenseitigen Beaufschlagung mit dem Fluid umschaltbar sind.

9. Steuerungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

daß die Umschaltung der Antriebszylinder (la, Ib) durch Umschaltung des entsprechenden Wegeventils (19) durchführbar ist.