EP0171796A2

EP0171796A2 - Schwenkrohrsystem für Betonpumpen

Info

Publication number: EP0171796A2
Application number: EP85110166A
Authority: EP
Inventors: Horst Bender; Günter Jakob
Original assignee: Linnhoff & Thesenfitz Maschinen- und Anlagenbau GmbH
Current assignee: Linnhoff & Thesenfitz Maschinen- und Anlagenbau GmbH
Priority date: 1984-08-16
Filing date: 1985-08-13
Publication date: 1986-02-19
Also published as: DE3430193A1; EP0171796A3; ES8703105A1; ES546217A0

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Betonpumpensystem mit einem Schwenkrohr, in das in mehrfach aufeinanderfolgendem Wechsel jeweils eine von zwei Kolbenpumpen fördert, während die jeweils andere der Kolbenpumpen de anschließend in das Schwenkrohr zu fördernden Beton ansaugt. Das Schwenkrohr ist an einer fliegend gelagerten Schwenkwelle angeordnet. Die Zylinder der Kolbenpumpen enden in einer Platte, an der das den Kolbenpumpen zugeordnete Ende des Schwenkrohres anliegt, wobei eine Nachstellfederung bewirkt, daß das Schwenkrohrende über eine lange Betriebszeit hinweg dicht an der Platte anliegt.

Description

Bei der Verarbeitung von Fertigbeton kommen Fahrzeuge zur Anwendung, mit denen der Fertigbeton zum Ort der Verarbeitung gefahren wird um dort mit einer meist ebenfalls als Fahrzeug ausgebildeten Verteilvorrichtung verarbeitet zu werden. Die Verteilvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Zwischenlagerungsbehälter zur Aufnahme des anglieferten Betons und aus einer Förderleitung an einem Verteilermast, deren eines Ende mit dem Zwischenlagerungsbehälter in Verbindung steht, deren anderes Ende als Auslaßvorrichtung ausgebildet ist, mit der der Beton dosiert an den Ort des Bedarfes gegeben wird.
Die Förderung des Betons durch die Förderleitung erfolgt üblicherweise mit einer Pumpe zwischen dem der Zwischenlagerung des Betons dienenden Behälter und der Förderleitung. Diese Pumpe muß für eine kontinuierliche Betonförderung sorgen, was bei der Ausbildung der Pumpe als Kolbenpumpe dadurch gewährleistet wird, daß zwei Pumpenzylinder vorgesehen sind, deren jeweils eines Ende offen ist und abwechselnd mit dem Zwischenlagerbehälter und der Förderleitung in Verbindung gebracht wird, wobei in den Pumpenzylindern Pumpenkolben wechselweise derart arbeiten, daß in den Zylinder, dessen offenes Ende mit dem Zwischenlagerbehälter in Verbindung steht, durch den zurücklaufenden Kolben Beton eingesaugt wird und aus dem Zylinder, dessen offenes Ende mit der Förderleitung in Verbindung steht, bei vorlaufendem Kolben der im vorherigen Arbeitstakt angesaugte Beton in die Förderleitung gedrückt wird. Durch entsprechendes aufeinanderfolgendes Umschalten wird auf diese Weise eine kontinuierliche Betonförderung erreicht.
Als Umschaltmittel kann ein gekrümmtes Rohr zur Anwendung kommen, dessen eines Ende ständig mit der Förderleitung in Verbindung steht und dessen anderes Ende im kontinuierlich aufeinanderfolgenden Wechsel mit einem der beiden Pumpenzylinder in Verbindung gebracht wird. Das gekrümmte Rohr ist seitlich an einer Welle gelagert, die in dem Maße zwangsweise in beiden Umfangsrichtungen zu schwenken ist, wie es sich durch den Abstand zwischen den beiden Pumpenzylindern und damit den Schwenkweg des gekrümmten Rohres als notwendig erweist.
Bei einer bereits bekannten Lösungen ist die horizontal angeordnete Welle an beiden Enden gelagert, wobei das eine Lager das eigentliche Traglager der Welle ist und das andere Lager primär der Einstellung derart dient, daß das zwischen den beiden Zylindern schwenkbare Rohrende an den Zylinderenden vorbeibewegt werden kann, trotzdem aber den Zylinder, dessen Kolben gerade fördert, mit ausreichender Dichtwirkung umgibt. Diese Förderung bedeutet eine feine und entsprechend aufwendige Lagerjustierung und vor allem auch ein relativ häufiges Nachstellen des Lagers. In dem Bestreben, nicht "zu oft" nachstellen zu müssen, kommt es dabei leicht zu Lager- bzw. Wellenverspannungen. Außerdem ist das zweite Lager ein Bauaufwand, den man gerne vermieden hätte, wenn dies ohne negative Auswirkungen möglich ist. Bei einer anderen bekannten Lösung ist die vertikal stehende Welle fliegend, d.h. nur an einem Ende gelagert, wobei dieses Lager Trag- und Nachstell-Lager, also relativ aufwendig ist.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, hier Abhilfe zu schaffen, und ein Schwenkrohrsystem der vorgenannten Art in angesichts des geschilderten Problemes zweckmäßiger Weise auszubilden und zu verbessern. Die Lösung soll ohne nachstellbare Lager auskommen.
Damit geht die Erfindung von einem Schwenkrohrsystem gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruches 1 aus und sie ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Kennzeichnungsteiles des Anspruches 1 und der Unteransprüche. Die Merkmale der Unteransprüche kennzeichnen Merkmale, die die Erfindung in besonders zweckmäßiger Weise ausgestalten und ergänzen.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig.1 in perspektivischer Darstellung eine Betonpumpe, wie sie als Stand der Technik beispielsweise vorausgesetzt wird,
Fig.2 eine erfindungsgemäße Pumpe in Seitenansicht, teilweise als Schnitt und
Fig.3 den Bereich A der Anordnung gemäß Fig.2 in größerer Darstellung.

Bei einer bekannten und bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung befindet sich vorgefertigter Beton in einem Zwischenlagerungsbehälter l (Fig.l). Er ist aus diesem Zwischenlagerungsbehälter 1 heraus einem Förderrohr 2 zuzuführen, das sich in einer Rohrfolge fortsetzt, die an einem Betonverteilermast gelagert ist. Das dem Rohr 2 abgekehrte Ende der Rohrfolge ist als Auslaßvorrichtung ausgebildet, durch die der Beton am Ort des Bedarfes abgegeben wird. Um in dem Förderrohr 2 und der anschließenden Rohrfolge eine kontinuierliche Betonförderung aufrechtzuerhalten, sind zwei gegenläufig arbeitende Betonkolbenpumpen 3,4 vorgesehen. Die Zylinder beider Kolbenpumpen enden mit ihren offenen, inneren Enden im Betonaufnahmeraum des Zwischenlagerungsbehälters 1. Die äußeren Zylinderenden sind mit Kolben 5 verschlossen, die gegenläufig verstellt werden, d.h. wenn der eine Kolben nach innen verstellt wird (in Richtung auf den Zwischenlagerungsbehälter 1, Pfeil B), wird der andere Kolben nach außen verstellt (in Richtung zunehmendem Abstand zum ßehälter 1, Pfeil C). Während der Kolbenbewegung nach außen wird Beton aus dem Zwischenlagerungsbehälter 1 in den jeweiligen Zylinder (Pumpe 3 oder Pumpe 4) eingesaugt. Während der Kolbenbewegung nach innen wird Beton aus dem jeweiligen Zylinder (Pumpe 4 oder Pumpe 3) herausgedrückt.
Um den aus dem jeweiligen Zylinder von dem jeweiligen Kolben herausgedrückten Beton in das Förderrohr 2 gelangen zu lassen, ist ein gekrümmtes Rohr 6 nahe seinem dem Förderrohr 2 zugehörigen Ende in einem Lager 7 schwenkbar gelagert, wobei unabhängig von der Stellung des Schwenkrohres 6 sein dem Förderrohr 2 zugekehrtes Ende sich dicht in dem Förderrohr 2 fortsetzt, so daß Beton aus dem Schwenkrohr 6 in das Förderrohr 2 gelangt.
Das andere Ende des Schwenkrohres 6 steht dagegen abhängig von der Stellung des Schwenkrohres 6 mit dem offenen Ende des Zylinders entweder der einen oder der anderen Kolbenpumpe in Verbindung derart, daß die Verbindung mit dem Zylinder der Kolbenpumpe in Verbindung steht, deren Kolben nach innen bewegt wird, um Beton aus diesem Zylinder in das Schwenkrohr gelangen zu lassen. Der Antrieb für das Schwenken des Schwenkrohres und der Kolben der Kolbenpumpen ist so ausgebildet, daß das Schwenkrohr mit Sicherheit vor dem Zylinder liegt, dessen Kolben nach innen bewegt wird und das offene Ende des Zylinders frei ist, dessen Kolben sich nach außen bewegt. Beide Zylinderöffnungen sind von einer gemeinsamen Gleitplatte 10 umgeben, auf der das Schwenkrohr 6 mit seiner freien Stirnseite gleitet. Diese Gleitplatte 10 war ursprünglich zwischen beiden Zylindern vertikal geteilt, was die Montage erleichtert hat. Da jedoch bei den bekannten Lösungen das Schwenkrohr häufig an der Fuge zwischen beiden Teilen der Platte 10 hängen blieb, verzichtete man später auf den Vorteil der einfachen Montage und verwendete eine einteilige Gleitplatte, wie sie in Übereinstimmung mit der heute üblichen Praxis in Fig.1 dargestellt ist.
Bei der vereinfachten Darstellung der Fig.l ist das Problem noch gedanklich ausgeklammert, daß unabhängig von der Betriebsdauer ein dichtes Anliegen der den Pumpen zugekehrten Stirnseite des Schwenkrohres 6 am jeweiligen Zylinder mit nach innen bewegtem .(olben bzw. an der Gleitplatte 10 gewährleistet ist. Ist ein solches dichtes Anliegen nicht gegeben, so wird infolge der Länge des an das Förderrohr anschließenden Rohrstranges, bei nach innen bewegtem Kolben, Beton in den Zwischenlagerungsbehälter zurück statt in das Förderrohr 2 und den anschließenden Rohrstrang gedrückt. Beim Stand der Technik wird das dichte Anliegen in der Weise zu gewährleisten gesucht, daß Schwenkrohr 6 und Förderrohr 2 als in den drei Lagern 7,8 und 9 gelagerte Einheit angesehen werden, die im Laufe der Betriebszeit mehrfach so nachgestellt wird, daß ein aufgetretener Spalt zwischen der den Pumpen zugehörigen Stirnseite des Schwenkrohres und den Pumpenzylindern wieder beseitigt wird. Das bedingt eine besondere Ausgestaltung der Lager und Maßnahmen, daß nicht die Beseitigung des vorerwähnten Spaltes einen Spalt zwischen Förderrohr und anschließendem Rohrstrang zur Folge hat. Dies geschieht beispielsweise in der Weise, daß das Förderrohr um ein vorgegebenes Stück in den Rohrstrang hineinragt und der Ringspalt zwischen Außenumfang des Förderrohres und Innenumfang des Rohrstranges durch eine axial in Grenzen verstellbare Dichtung abgedichtet wird.
Dieses Problem ist grundsätzlich auch bei einer anderen Anordnung gemäß Fig.2 gegeben, die jedoch erfindungsgemäß ausgestaltet ist, wie es nachfolgend erläutert wird. Der Zwischenlagerungsbehälter ist wieder mit 1 bzeichnet, das etwas anders gekrümmte Schwenkrohr ist mit 6 bezeichnet und die beiden Kolbenpumpen liegen senkrecht zur Bildebene hintereinander, wobei das offene Ende der vorderen Kolbenpumpe als an die Gleitplatte 10 bzw. an die eine der von der Gleitplatte 10 umgebenen Öffnungen 11 anschließend zu denken ist. Das Schwenkrohr 6 ist mit seinem einen Ende zwischen dieser Öffnung 11 und der entsprechenden Öffnung der dahinterliegenden Kolbenpumpe verschwenkbar. Die Pumpen selbst sind nicht dargestellt, weil sie den Pumpen 3,4 der Anordnung gemäß Fig.1 in Anordnung, Aufbau und Wirkungsweise entsprechen können. Das andere Ende des Schwenkrohres 6 setzt sich, ebenfalls wie in Fig.1, in einem Förderroar fort. Das Schwenkrohr 6 ist an der Seite der Schwenkwelle 12 befestigt, deren in der Bildebene linkes Ende in einem Lager 13 drehbar gelagert ist, wobei das Lagergehäuse und die Gleitplatte 10 einstückig sein können. Dem Antrieb der Welle 12 in zwei Umfangsrichtungen zum Schwenken des Schwenkrohres 6 dient ein Antrieb 14. Die Welle 12 ist in dem Lager 13 in Grenzen axial verschiebbar, diese Eigenschaft wird jedoch im normalen Betrieb nicht ausgenutzt, weil ein zweites Lager-15 am anderen Ende der Welle 12 für Spiellosigkeit in Längsrichtung der Welle 12 s_brgt.
Ist im Verlauf des Betriebes der Abstand des der Gleitplatte 10 zugehörigen Endes des Schwenkrohres 6 von der Gleitplatte 10 durch Verschleiß zu groß geworden, so wird die Welle 12 und damit das Schwenkrohr 6 in axialer'Richtung durch Einstellen des Lagers 15 und Ausnutzen der verschieblichen Lagerung der Welle 12 in dem Lager 13 verstellt, bis der erwähnte Abstand wieder auf das Sollmaß verringert ist. Ersichtlich ist auch hier die Anwendung des Lagers 15 sowie die Nachstellung ein unerwünschter Aufwand und bei zu starkem Nachstellen können obendrein Verspannungen in der Welle 12 bzw. im ganzen System auftreten, wenn nämlich der Abstand zwischen der Gleitplatte 10 und Schwenkrohr 6 gerade noch Bewegungen zwischen beiden Teilen zuläßt, trotzdem aber diese Bewegung nur entgegen einer Vorspannkraft möglich ist, die beim Nachstellen des Lagers 15 auftritt. Bei einer anderen bekannten Lösung steht die Welle 12 senkrecht, das Lager 15 ist nicht vorgesehen, aber das einzige Lager 13 ist zwangsweise nachstellbar.
Ausgehend insbesondere von einer Anordnung gemäß Fig.2 ist es Aufgabe der Erfindung, eine Lösung zu finden, die den Verzicht auf eine Nachstellung über lange Betriebszeit und gegebenenfalls den Verzicht auf das Lager 15 bzw. die Nachstellbarkeit des Lagers 13 zuläßt, ohne daß die Funktion der Vorrichtung beeinträchtigt wird.
Für die Lösung dieser Aufgabe ist die Anordnung der Fig.2 entsprechend Fig.3 ausgestaltet.
An der Stirnseite der Gleitplatte 10 legt sich ein Ring 16 aus abriebfestem Material an. Die der Gleitplatte 10 abgekehrte Fläche des Ringes 16, die Stirnfläche des Schwenkrohres 6 und ein an dem Schwenkrohr 6 befestigter Bund 17 bilden eine ringförmige Kammer 18, in der eine Tellerfeder 19 angeordnet ist. Die Tellerfeder legt den Ring 16 mit einer definierten Spannung an die Gleitplatte 10 an. Nutzt sich während des Betriebes der Ring 16 durch Gleiten gegenüber den Gleitplatten 10 beider Pumpen ab, so entsteht kein Spalt, sondern die Tellerfeder 19 legt unverändert den Ring 16 an die Gleitplatte 10 beider Kolbenpumpen an. Es verändert sich im Laufe einer langen Betriebszeit zwar etwas die Federspannung, dies ist aber nicht sehr wesentlich angesichts der Tatsache, daß ohne Notwendigkeit des zweiten Lagers 15 (Fig.2) und ohne Nachstellung die Bildung eines Abstandes zwischen den einander zugekehrten Flächen der Gleitplatte 10 und des Ringes 16 verhindert ist.
Die Anordnung kann grundsätzlich so vorgesehen sein, daß die Welle 12 horizontal liegt, wie dargestellt, die Anordnung kann aber auch ohne grundsätzliche Änderung um 90° geschwenkt sein, so daß die Welle 12 vertikal in dem unverändert horizontal liegenden Behälter 1 steht; beide Anordnungen sind grundsätzlcih und an sich bekannt.
Die dargestellte Anordnung kann auch insofern abgewandelt werden, daß die Feder 19 in ihrer Zuordnung zum Schwenkrohr 6 entfällt und statt dessen die Gleitplatte 10 federnd gelagert ist. Die Gleitplatte 10 ist gleichsam in der Ansicht der Fig.3 vertikal geteilt, ein Teil ist den Zylindern fest zugeordnet, das zweite Teil ist auf dem ersten Teil unter Zwischenschaltung von Federn, die entsprechend der Tellerfeder 19 wirken, abgestützt und der Federweg ist durch an sich bekannte Mittel begrenzt. So wie beim Verschleiß des Ringes 16 in der dargestellten Ausführungsform durch Entspannen der Tellerfeder 19 der Ring 16 nachgestellt wird, wird bei der abgewandelten Ausführungsform die gefeoert abgestützte Gleitplatte 10 nachgeführt. Bei dieser Lösung muß die Gleitplatte 10, wie in Fig.1 dargestellt, einteilig sein, bei der in Fig.3 dargestellten Lösung kann die Gleitplatte 10 zwischen beiden Zylindern vertikal geteilt sein, was die Montage erleichtert.
Eine Stufe zwischen beiden Teilen der Gleitplatte kann der federnde Ring 16 bei entsprechender Ausgestaltung des Überganges zwischen beiden Plattenteilen bis zu einem gewissen Grad ausgleichen.

Claims

1. Schwenkrohrsystem für Betonpumpen, dessen gekrümmtes Schwenkrohr in jeder von zwei Betriebsstellungen mit seinem einen Ende mit einem Förderrohr in Verbindung steht und mit seinem anderen Ende in der einen Betriebsstellung mit der einen, in der anderen Betriebsstellung mit der anderen von zwei versetzt arbeitenden Kolbenpumpen in Verbindung steht, wobei das Schwenkrohr an einer zwangsweise um ein dem Abstand zwischen den beiden Pumpen entsprechendes Maß in beiden Umfangsrichtungen verdrehbaren Welle gelagert ist und das den Pumpen zugeordnete Ende des Schwenkrohres mit einer beiden Pumpen gemeinsamen Gleitplatte zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Schwenkrohres (6) und die Gleitplatte (10) mittels einer Federung (19) von der Betriebszeit weitgehend unabhängig spielarm in Anlage aneinander gehalten sind.

2. Schwenkrohrsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einteilige Gleitplatte (10) federnd gelagert ist, wobei die auf die Gleitplatte wirkende Federkraft die Gleitplatte an das Schwenkrohr (6) anlegt.

3. Schwenkrohrsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Schwenkrohr (6) über einen verschleißarmen, elastischen Dichtring (16) bis 19) an der ein- oder zweiteiligen Gleiplatte (10) abstützt.

4. Schwenkrohrsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring ein sich selbst nachstellender Dichtring ist, d.h. ein Dichtring, dessen Wirkung über längere Betriebszeit hinweg gleich bleibt.

5. Schwenkrohrsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schwenkrohr (6) und dem eigentlichen Dichtring (16) eine Kammer (18) gebildet ist, in der eine Federung (19) angeordnet ist, die sich einerseits am Schwenkrohr, andererseits am Dichtring abstützt.

6. Schwenkrohrsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federung eine Tellerfeder (19) ist.

7. Schwenkrohrsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkwelle (12) für das Schwenkrohr (6) fliegend, d.h. nur in einem Lager (13) gelagert ist und dem freien Ende der Schwenkwelle das Schwenkrohr an seinem dem Förderrohr (2) zugeordneten Ende zugeordnet ist.

8. Schwenkrohrsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß die Schwenkachse des Schwenkrohres senkrecht steht.

9. Schwenkrohrsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse des Schwenkrohres horizontal angeordnet ist.