EP0027654A1 - Betonpumpe mit hydraulisch entlastetem Schieber - Google Patents

Betonpumpe mit hydraulisch entlastetem Schieber Download PDF

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EP0027654A1
EP0027654A1 EP19800106348 EP80106348A EP0027654A1 EP 0027654 A1 EP0027654 A1 EP 0027654A1 EP 19800106348 EP19800106348 EP 19800106348 EP 80106348 A EP80106348 A EP 80106348A EP 0027654 A1 EP0027654 A1 EP 0027654A1
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concrete
slide
control
connections
main control
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EP19800106348
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Karl Schlecht
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B7/00—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving
    • F04B7/02—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving the valving being fluid-actuated
    • F04B7/0233—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving the valving being fluid-actuated a common distribution member forming a single discharge distributor for a plurality of pumping chambers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B9/00—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members
    • F04B9/08—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid
    • F04B9/10—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid
    • F04B9/109—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having plural pumping chambers
    • F04B9/117—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having plural pumping chambers the pumping members not being mechanically connected to each other
    • F04B9/1176—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having plural pumping chambers the pumping members not being mechanically connected to each other the movement of each piston in one direction being obtained by a single-acting piston liquid motor
    • F04B9/1178—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having plural pumping chambers the pumping members not being mechanically connected to each other the movement of each piston in one direction being obtained by a single-acting piston liquid motor the movement in the other direction being obtained by a hydraulic connection between the liquid motor cylinders

Definitions

  • the invention relates to a concrete pump with a hydraulically relieved slide valve according to the preamble of claim 1.
  • Such concrete pumps operate according to the so-called single-circuit control system because they are supplied by only one hydraulic pump.
  • DE-PS 2 441 831 describes a circuit in which the main control slide of the drive cylinder for the concrete delivery pistons has a spring-centered central position. With this circuit, the hydraulic connections of the concrete delivery cylinders are connected to each other and to the high-pressure connection at the same time, with the aim of relieving the pressure on the concrete slide during the switching process. The concrete delivery pistons come into the floating position, ie they briefly withdraw from the high pressure in the concrete line. This immediately relieves the load on the concrete slide valve and can then switch through with little effort and less friction and wear.
  • the object of the invention is to relieve the concrete shoot bers by ensuring a more effective floating position of the concrete delivery pistons.
  • this circuit brings about a real relief of the concrete slide valve during the reversing process while avoiding the disadvantages described above.
  • One is largely independent of the effects of the preload in the closed circuit and the more or less good centering effect of the centering spring in the main spool.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the circuit with a single drive cylinder for the concrete slide
  • Fig. 2 shows a second embodiment of the circuit with two drive cylinders for the concrete slide.
  • the control piston in the main control slide 11 moves hydraulically pushed out of its end position in the direction of the middle position. It can be assumed that the concrete slide can not be moved because it is clamped by the concrete pressure. However, as soon as the main hydraulic control piston in the main control slide 11 begins to plunge into its long central position 44, 43, 45, a connection of the connections of the concrete delivery cylinders to the low pressure line 10 enables the concrete delivery pistons 15, 16 to withdraw from the concrete pressure and thus a concrete pressure Bring relief.
  • two individual cylinders 31, 32 can also be used in a known manner, as shown in FIG. 2.
  • An additional switching pulse then occurs through lines 33, 34, which runs parallel to that of chokes 18, 19.
  • the throttles 18, 19 can initiate the switching operation of the main control slide 11 with a small opening. If the concrete slide valve switches through very quickly and without resistance due to the action of the drive cylinder 31, 32 with occasional low friction or low concrete pressure, after reaching the end position through the lines 33, 34, a step-by-pulse becomes parallel to that of the throttles 18, 19 given. In this way, an unnecessary increase in pressure and a waiting time for the hydraulic pump 3, and thus also the occurrence of pressure surges and energy loss, are avoided.
  • the check valves 37, 38 can optionally be used in the control lines 33, 34 are switched on in order to discharge the control pressure coming from the throttles 18, 19 through the drive cylinders 31, 32 of the concrete slide valve 39 to the tank 36, or, if there is no tank connection in the line 35, to the other cylinder side avoid.
  • these check valves 37, 38 can be omitted if the main control slide 11 also receives, as is known, additional centering springs. Then the lines 33, 34 are connected to the line 35 to the tank 36 while the drive cylinder 31, 32 of the concrete slide 39 is switched through. This allows a particularly soft switching setting for certain operating conditions and also allows large, dirt-resistant openings in the throttles 18, 19.
  • These throttles 18, 19 can both be adjustable, optionally only one adjustable and the other permanently adjustable.
  • the throttles 47, 48 in the rod-side connecting line 35 of the drive cylinders 31, 32 can cause a similarly rapid connection of the main control spool 11 by backwater in the rod space of these cylinders with exceptionally rapid switching of the concrete slide 39. This favors smooth running of the machine, smooth switching of the concrete slide and automatic, internal compensation of the control speeds with varying oil consistency as a result of temperature fluctuations, or even if the delivery rate of the hydraulic pump 3 changes significantly.
  • the reversing switching pulse can run in a known manner instead of the mechanical design via the rocker switch 14 and the reversing slide 13 also via electrical or hydraulic switching pulses which originate directly from the drive cylinder 1, be it through piston rod grooves or control bores on the cylinder jacket.
  • Such designs are known and can be operated as desired Conditions and conditions of use for the thick matter pump in question are used in connection with the subject matter of the invention.

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Abstract

Um den Betonschieber mit geringem Kraftaufwand durchzuschalten, weist der Hauptsteuerschieber (11) eine, relativ zum Weg seines Steuerkolbens, lange Mittelstellung (43,44,45) auf bei welchem die Anschlüsse (23,24) der Antriebszylinder (1) der Betonförderkolben mit dem Niederdruck bzw. dem Tankanschluß (10) des Hydrokreislaufes in Verbindung stehen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Betonpumpe mit hydraulisch entlastetem Schieber nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1. Solche Betonpumpen arbeiten nach der sogenannten Einkreissteuerung, weil sie von nur einer Hydropumpe versorgt werden.
  • Bei solchen Pumpen tritt der Nachteil auf, daß der hydraulisch betätigte Betonschieber beim Umschaltvorgang unter hohem Betondruck steht und deshalb stark angepresst wird. Dies erfordert hohe Schaltkräfte infolge hoher Reibung und verursacht hohen Verschleiß. Eine zu hohe Reibung vermag gelegentlich eine Durchschaltung sogar gänzlich unmöglich zu machen. In der DE-PS 2 441 831 wird eine Schaltung beschrieben, bei welcher der Hauptsteuerschieber der Antriebszylinder für die Betonförderkolben eine federzentrierte Mittelstellung aufweist. Bei dieser Schaltung werden die Hydroanschlüsse der Betonförderzylinder gleichzeitig miteinander und mit dem Hochdruckanschluß verbunden, mit dem Ziel, eine Entlastung des Betonschiebers beim Umschaltvorgang zu bewirken. Dabei kommen die Betonförderkolben in Schwimmstellung, d.h. sie weichen vor dem in der Betonleitung stehenden hohen Druck kurzfristig zurück. Dadurch wird der Betonschieber augenblicklich entlastet und kann dann mit geringem Kraftaufwand und weniger Reibung und Verschleiß durchschalten.
  • In der Praxis hat sich gezeigt, daß die mit der vorgenannten Schaltung bewirkte Entlastung nicht unter allen Voraussetzungen zuverlässig eintritt. Dadurch, daß die Anschlüsse der Betonförderzylinder mit dem Hochdruckanschluß in Verbindung stehen, werden die Dichtungen der Kolbenstangen in den Betonförderzylindern stark angepresst. Die dadurch bedingte hohe Reibung verhindert weitgehend die Schwimmstellung. Außerdem sind die Rückstellfedern der Federmittelzentrierung im Hauptschieber bei hohen Drücken nur selten in der Lage, eine Federzentrierung herbeizuführen, insbesondere wenn in geschlossenem, vorgespanntem Hydrokreis gearbeitet wird.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Entlastung des Betonschiebers durch zuverlässige Herbeiführung einer wirkungsvolleren Schwimmstellung der Betonförderkolben sicherzustellen.
  • Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Gegenüber den bekannten Schaltungen bewirkt diese Schaltung eine echte Entlastung des Betonschiebers während des Umsteuervorgangs unter Vermeidung der oben geschilderten Nachteile. Dabei ist man von den Wirkungen der Vorspannung im geschlossenen Kreislauf und der mehr oder weniger guten Mittelzentrierwirkung der Zentrierfeder im Hauptsteuerschieber weitgehend unabhängig.
  • Dies ist nicht nur dadurch gewährleistet, daß die Stopfbuchspackungen durch Beaufschlagung mit Niederdruck praktisch keine Reibung mehr auf die Kolbenstange ausüben, sondern auch dadurch, daß die Schwimmstellung im Verhältnis zur kurzen Überdeckungsphase des Hauptsteuerschiebers in seinen Endlagen besonders lang ist.
  • In der Zeichnung sind in schematischer Weise zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Schaltung dargestellt. Es zeigen
  • Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Schaltung mit einem einzigen Antriebszylinder für den Betonschieber,
  • Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Schaltung mit zwei Antriebszylindern für den Betonschieber.
  • Wird der Umsteuerimpuls der Betonförderkolben 15,16 in der jeweiligen Endlage der Kolben der Antriebszylinder 1 erreicht, dann bewegt sich der Steuerkolben im Hauptsteuerschieber 11 hydraulisch geschoben aus seiner Endlage in Richtung auf die Mittelstellung. Dabei kann vorausgesetzt werden, daß der Betonschieber noch nicht bewegt werden kann, weil er vom Betondruck festgeklemmt ist. Sobald jedoch der Haupthydraulik-Steuerkolben im Hauptsteuerschieber 11 in seine lange Mittelstellung 44,43,45 einzutauchen beginnt, wird durch eine Verbindung der Anschlüsse der Betonförderzylinder mit der Niederdruckleitung 10 ermöglicht, daß die Betonförderkolben 15,16 vor dem Betondruck zurückweichen und so eine Betondruck-Entlastung herbeiführen. Gleichzeitig wird durch Absperren des Hochdruckanschlusses der volle Druck und die volle Fördermenge der Hydropumpe 3 auf den Antriebszylinder 2 des Betonschiebers angestaut und dieser mit voller Kraft in die andere Endlage gedrückt. Dieser Duchsteuervorgang benötigt eine gewisse Zeit, die aufgrund der langen Mittelstellung 44,43,45 des Steuerkolbens im Hauptsteuerschieber 11 zur Verfügung steht. Der Steuerkolben hält über seinen infolge der Wirkung der Drosseln 18,19 gleichmäßig durchlaufenen Schaltweg die Kolben der Betonförderzylinder sehr lange in Schwimmstellung und zwar nach der Niederdruckseite bzw. dem Tank hin entlastet. Die Folge ist, daß die Anpressung der Stopfbuchsen in den Antriebszylindern 1 für die Betonförderkolben entfällt und sich die Kolbenstangen der Antriebszylinder und der Betonförderzylinder frei schwimmend ohne Reibung bewegen können.
  • Anstelle des Antriebszylinders 2 für den Betonschieber können auch, wie in Fig. 2 dargestellt, zwei Einzelzylinder 31,32 in bekannter Weise verwendet werden. Sie können in der Endschaltstellung am Zylindermantel auf bekannte Weise eine Steuerbohrung aufweisen, welche vom Kolben nach Erreichen der neuen Endlage des Betonschiebers überfahren wird. Danach entsteht ein zusätzlicher Schaltimpuls durch die Leitungen 33,34, der parallel zu jenem der Drosseln 18, 19 verläuft. Die Drosseln 18,19 können bei geringer Öffnung den Durchschaltvorgang des Hauptsteuerschiebers 11 einleiten. Wenn dann der Betonschieber durch die Wirkung der Antriebszylinder 31,32 bei gelegentlich geringer Reibung bzw. geringem Betondruck sehr schnell und ohne Widerstand durchschaltet, wird nach Erreichen der Endlage durch die Leitungen 33,34 ein Weiterschalt-Impuls parallel zu jenem der Drosseln 18,19 gegeben. Auf diese Weise wird ein unnötiger Druckanstieg und eine Wartezeit für die Hydropumpe 3, und damit auch das Auftreten von Druckschlägen und Energieverlust vermieden.
  • Die Rückschlagventile 37,38 können wahlweise in die Steuerleitungen 33,34 eingeschaltet werden, um ein Abströmen des von den Drosseln 18,19 kommenden Steuerdrucks durch die Antriebszylinder 31,32 des Betonschiebers 39 zum Tank 36 hin, bzw., wenn ein Tankanschluß in der Leitung 35 fehlt, zur anderen Zylinderseite hin zu vermeiden.
  • Wahlweise können diese Rückschlagventile 37,38 entfallen, wenn der Hauptsteuerschieber 11 noch, wie bekannt, zusätzliche Zentrierfedern erhält. Dann werden während des Durchschaltens der Antriebszylinder 31,32 des Betonschiebers 39 die Leitungen 33,34 mit der Leitung 35 zum Tank 36 verbunden. Dies erlaubt eine besonders weiche Schalteinstellung für bestimmte Betriebsbedingungen und erlaubt weiterhin große, schmutzunempfindliche Öffnungen der Drosseln 18,19. Diese Drosseln 18,19 können beide verstellbar, wahlweise auch nur eine verstellbar und die andere fest einstellbar, ausgeführt sein.
  • Die Drosseln 47,48 in der stangenseitigen Verbindungsleitung 35 der Antriebszylinder 31,32 können durch Rückstau im Stangenraum dieser Zylinder bei ausnahmsweise schnellem Durchschalten des Betonschiebers 39 eine analog schnelle Durchschaltung des Hauptsteuerschiebers 11 bewirken. Dies begünstigt ruhigen Lauf der Maschine, weiches Umschalten des Betonschiebers und automatische, innere Ausgleichung der Steuergeschwindigkeiten bei variierender Ölkonsistenz infolge Temperaturschwankungen, oder auch bei starker Veränderung der Fördermenge der Hydropumpe 3.
  • Wie in Fig. 2 dargestellt, ist dieselbe Wirkung der erfindungsgemäßen Schaltung auch dann möglich, wenn die Hydroanschlüsse 23,24 der Antriebszylinder 1 der Betonförderkolben 15,16 nicht stangenseitig, sondern bodenseitig in die Antriebszylinder 1 münden. Dann sind deren stangenseitige Enden direkt über die Leitung 51 verbunden. Die Vorsteuerung des Schiebers 12 erfolgt hierbei auf an sich bekannte Weise über die Zylinderbohrungen 53,54 kurz vor der stangenseitigen Endlage der Kolben der Antriebszylinder 1. In Fig.2 sind der Einfachheit halber nicht alle hierfür notwendigen Hydroventile im Vorsteuersystem eingezeichnet.
  • Ebenso vorteilhaft funktioniert die Anordnung im sogenannten offenen Kreis, d.h. ohne die Speisepumpe 6, das Spülventil 8 usw.
  • Wahlweise kann auf bekannte Weise der Umsteuer-Schaltimpuls anstelle der mechanischen Ausführung über den Wippschalter 14 und den Umsteuerschieber 13 auch über elektrische oder hydraulische Schaltimpulse laufen, welche direkt vom Antriebszylinder 1 ausgehen, sei es durch Kolbenstangennuten oder Steuerbohrungen am Zylindermantel. Solche Ausführungen sind bekannt und können nach Belieben entsprechend den Betriebsbedingungen und Einsatzbedingungen für die betreffende Dickstoffpumpe in Verbindung mit dem Erfindungsgegenstand angewendet werden.

Claims (6)

1. Betonpumpe mit hydraulisch entlastetem Schieber, bei welcher von einer Hydropumpe die Antriebszylinder für die Betonförderkolben und der Antriebszylinder für den Betonschieber selbsttätig in hydraulischer Folgeschaltung betätigt werden und die Steueranschlüsse des Hauptsteuerschiebers für die Antriebszylinder der Betonförderkolben mit dem Druckölanschlüssen des bzw. der Antriebszylinder für den Betonschieber über Verzögerungsdrosseln in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet , daß der Hauptsteuerschieber (11) eine, relativ zum Weg seines Steuerkolbens, lange Mittelstellung (43,44,45) aufweist, bei welcher die Anschlüsse (23,24) der Antriebszylinder (1) der Betonförderkolben mit dem Niederdruck bzw. dem Tankanschluß (10) des Hydrokreislaufes in Verbindung stehen.
2. Betonpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß in den bei den äußeren Schaltstellungen (41,42) des Steuerkolbens des Hauptsteuerschiebers (11) die Länge der Überdeckung jeweils weniger als ein Drittel des Gesamtwegs des Steuerkolbens im Hauptsteuerschieber (11) beträgt.
3. Betonpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß zusätzlich zu den in den die Steueranschlüsse (25,26) des Hauptsteuerschiebers (11) mit den Antriebszylindern (31,32) für den Betonschieber (39) verbindenden Leitungen angeordneten Drosseln (18,19) parallel verlaufende Steuerleitungen (33, 34) vorgesehen sind, die mit Steuerbohrungen an den Antriebszylindern (31,32) in Verbindung stehen und von deren Kolben kurz vor bzw. bei Erreichen der Endlage des Schaltwegs am Betonschieber (39) überfahren werden.
4. Betonpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß in die Steuerleitungen (33,34) Rückschlagventile (37,38) eingebaut sind.
5. Betonpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß zwei zusammengehörige, beispielsweise stangenseitige Anschlüsse der Antriebszylinder (31,32) des Betonschiebers (39) miteinander durch eine Leitung (35) kleinen Querschnitts verbunden sind, wobei am Anschluß dieser Leitung (35) an die Antriebszylinder (31,32) Drosseln (47,48) vorgesehen sind.
6. Betbnpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß zwei zueinandergehörige, beispielsweise stangenseitige Anschlüsse der Antriebszylinder (31,32) des Betonschiebers (39) miteinander durch eine Leitung (35) verbunden und an einen Tank (36) angeschlossen sind, wobei am Anschluß der Leitung (35) an die Antriebszylinder (31,32) Drosseln (47,48) vorgesehen sind.
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