EP2895743B1 - Vorrichtung zur antriebssteuerung einer zweizylinder-dickstoffpumpe - Google Patents

Vorrichtung zur antriebssteuerung einer zweizylinder-dickstoffpumpe Download PDF

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EP2895743B1
EP2895743B1 EP13732483.6A EP13732483A EP2895743B1 EP 2895743 B1 EP2895743 B1 EP 2895743B1 EP 13732483 A EP13732483 A EP 13732483A EP 2895743 B1 EP2895743 B1 EP 2895743B1
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EP
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line
control
drive
variable displacement
displacement pump
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Wilhelm Hofmann
Werner MÜNZENMAIER
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Definitions

  • the invention relates to a device for controlling the drive of a two-cylinder slurry pump of the type specified in the preamble of claim 1.
  • Known two-cylinder thick matter pumps of this type have two on the front side openings in a material feed container opening delivery cylinder, the delivery piston by means of hydraulically driven drive cylinder in push-pull alternately under execution of a filling stroke and a delivery stroke can be actuated.
  • a pipe switch is arranged, which is connected by means of a hydraulic drive mechanism on the inlet alternately to the opening of one of the delivery cylinder and the opening of the respective other delivery cylinder releases, and the outlet side is connected to a delivery line for the thick materials to be conveyed.
  • the sludge pump further has a motor-driven hydraulic variable displacement pump which has a suction inlet connected to a reservoir and a high-pressure outlet.
  • the drive cylinders for the delivery pistons can be alternately connected by means of a first reversing valve via a pressure line with the high-pressure outlet of the variable displacement pump and via a return line to the reservoir via one at its one end hydraulic port. At the other end, the drive cylinders are connected to each other via a swing oil line.
  • the hydraulic drive mechanism of the pipe switch on a two-sided controlled cylinder arrangement for example in the form of two series-connected plunger cylinders, whose connections via a second reversing valve alternately to the leading to the high-pressure output of the hydraulic variable delivery pressure line and leading to the reservoir return line can be connected.
  • a central control is provided, which responds to end position signals of the passing drive piston at least one of the drive cylinder.
  • the thick matter delivery and the diverter diverter take place alternately in a single-circuit system via the same variable-displacement pump, which can be adjusted continuously between a zero delivery and a predetermined maximum delivery.
  • the adjustment in the thick matter delivery depends on a specified by the operator on a setting, adapted to the demand flow rate, while for the reversal of the pipe switch, regardless of the set in the machine flow rate a defined switching time is sought.
  • the variable displacement pump has a flow regulator, the control input is acted upon in the delivery phase with a variable, adapted to the set flow control pressure, while it is acted upon in the Um Kunststoffphase with a defined Um Kunststoff Kunststoff.
  • control input of the flow control valve in the delivery phase and in the Um Kunststoffphase must be acted upon with different pressure control signals, including in the prior art designed as a directional valve switch-over valve (SOS valve) is used.
  • SOS valve directional valve switch-over valve
  • a disadvantage of this type of control is that two control signals generated independently of one another are used for the regulation of the variable displacement pump, for whose intended selection in the course of the conveying and reversing phase an electromagnetically actuated switch-over valve is required. This requires both hardware and control a considerable effort.
  • the present invention seeks to improve the known device for controlling the drive of a sludge pump to the effect that a simplification of the hydraulic circuit arrangement can be achieved without loss of functionality.
  • the solution according to the invention consists essentially in that in the pressure line between the high pressure output of the variable displacement pump and the first reversing valve a setting throttle is arranged, that is branched off from the pressure line downstream of the adjusting a directly leading to an adjustment mechanism of the variable displacement control line, and that of the pressure line upstream of the variable throttle is branched off to a supply connection of the second reversing valve connecting line, in which a fixed throttle can be arranged if necessary.
  • a special feature of the invention is therefore that the adjusting mechanism containing a load-sensing controller of the variable displacement is controlled only via a control line, and that thus eliminates the known switch-over valve.
  • variable displacement pump additionally includes a pressure regulator for regulating the delivery rate when a predetermined maximum pressure at the high-pressure outlet is exceeded.
  • This maximum pressure is always reached when the drive piston reach its end stop in the course of the delivery process and the pressure difference which can be tapped off at the setting throttle becomes zero. This is exactly the state in which the reversal of the pipe switch is initiated via the second reversing valve.
  • the maximum throttle which adjusts itself to the high-pressure outlet of the variable-displacement pump is connected to the fixed throttle, which leads to a delivery flow leading via the defined flow cross-section of the connecting line to the plunger cylinder which is currently pressurized.
  • This flow can so Preferably be preset over the flow cross-section of a fixed throttle in the connecting line and the maximum pressure that the Rohr originallyum facedung takes place in a predetermined time, for example, 200 ms. It follows that the variable displacement pump is flow-controlled during the actual conveying process, while it is pressure-controlled during the changeover process - unlike previously - above the predetermined maximum pressure.
  • a further preferred embodiment of the invention provides that the load-sensing hydraulic comprises a variable in the variable displacement, mechanically adjustable swash plate as adjusting and connected to the swash plate, the force side spring-assisted pressure compensator, to which the load side, the downstream of the setting throttle branched off control line is connected ,
  • the drive cylinder have at least two responsive to the drive piston cylinder switch sensors, which are the output side connected to signal inputs of the central control.
  • the drive mechanism of the pipe switch also has at least one pipe switch sensor which responds to the position, the speed or the end positions of the pipe switch on, the output side is connected to a signal input of the central control.
  • the reversing valves are designed as directional control valves with electromagnetic pilot control elements whose pilot control elements are each connected to a control output of the central control.
  • the in the hydraulic circuit diagram according to Fig. 2 shown drive hydraulics is for a two-cylinder slurry pump accordingly Fig. 1 certainly.
  • the slurry pump has two delivery cylinders 14,14 ', whose frontal openings 12,12' open into a material feed container 10.
  • the delivery pistons 16, 16 'of the slurry pump can be actuated alternately in push-pull manner by hydraulically controlled drive cylinders 18, 18' while carrying out a filling stroke (arrow 19 ') and a delivery stroke (arrow 19 "). which is connectable on the inlet side alternately to the opening 12 of one of the delivery cylinders 14 by means of a hydraulic drive mechanism 24, while it releases the opening 12 'of the respective other delivery cylinder 14.
  • the transfer tube 22 On the outlet side, the transfer tube 22 is connected to a delivery line 26.
  • a motor 27 driven hydraulic variable displacement pump 28 is provided, which has a suction port 32 connected to a non-pressurized reservoir 30 and a high pressure port 36 connected to a pressure line 34.
  • the hydraulic drive mechanism 24 of the pipe switch 22 comprises two plunger cylinders 46 connected in series, which can be connected alternately via a second changeover valve 48 to the pressure line 34 leading to the high pressure outlet 36 of the hydraulic variable displacement pump 28 and to a return line 50 leading to the reservoir 30. Furthermore, a central control system 56 which responds to end position signals of the passing drive pistons 20, 20 'of at least one of the drive cylinders 18, 18' is provided, via which sequence control for the first and the second reversing valves 40, 48 can be triggered.
  • a setting throttle 58 is arranged in the pressure line 34 between the high-pressure outlet 36 of the variable displacement pump 28 and the first reversing valve 40 and is infinitely adjustable by the operator.
  • a special feature of the invention is that of the pressure line 34 downstream (58 ') of the setting throttle 58 is fed back directly to an adjusting mechanism 60 of the variable 28 control line 62, and that of the pressure line 34 upstream (58 ") of the setting throttle 58 a is branched off to a supply connection 64 of the second reversing valve 48 leading connecting line 66, in which, if necessary, a fixed throttle 68 is arranged.
  • the adjustment mechanism 60 comprises a load-sensing hydraulic 70, which causes a hydraulic power control, in which both the pressure and the flow rate of the variable displacement pump 28 are adapted to the conditions required by the consumer. As a controlled variable, the pressure drop at the setting throttle 58 is used.
  • the load-sensing hydraulic system 70 has a mechanically adjustable swashplate 72 arranged as an adjusting element in the variable-displacement pump 28 and a force-based spring-supported pressure compensator 73 connected to the swashplate 72, to which the control line 62 branches off downstream of the setting throttle 58 on the load side connected.
  • the variable displacement pump 28 is infinitely adjustable from zero flow rate to full delivery.
  • Um tenuventile 40,48 In the zero position of the 4/3-way valves formed Um tenuventile 40,48 flows except for leakage oil losses no hydraulic oil through the lines.
  • the variable displacement pump 28 maintains a standby pressure. If hydraulic fluid is now conducted into the drives in the area of the drive cylinders 18, 18 'or in the area of the plunger cylinders 46 by opening one of the changeover valves 40, 48, the delivery rate of the variable displacement pump 28 is automatically increased.
  • the variable displacement pump 28 conveys only so much hydraulic fluid to maintain the currently required delivery pressure at the required delivery volume.
  • variable displacement pump 28 additionally comprises a pressure regulator, not shown, for regulating the flow rate when a predetermined maximum pressure is exceeded.
  • This Abregelungsfunktion is used in the control of the drive mechanism 24 for the pipe switch 22.
  • Feed phase via the load-sensing hydraulic 70 is set by adjusting a pressure drop across the setting throttle 58 via the control line 62.
  • hydraulic oil flows via the connecting line 66 and the reversing valve 48 into the plunger cylinder 46 carrying out a pressure stroke Drive piston 20,20 'at their end stops, so that sets the maximum pressure at the high pressure outlet 36 of the variable displacement 28.
  • the amount of oil passing through the connecting line 66 under the effect of the maximum pressure is such that the diverter 22 via the plunger cylinder 46 in a defined time in the size order of 200 ms within the material feed container 10 is reversed. If necessary, a fixed throttle 68 can be arranged in the connecting line for this purpose.
  • the invention relates to a device for controlling the drive of a two-cylinder slurry pump with a arranged in a material feed container 10 manifold 22 and a motor-driven hydraulic variable displacement pump 28, via which both the drive cylinder 18,18 'of the slurry pump and the drive mechanism 24 of the pipe switch are controlled.
  • a special feature of the invention is that in a pressure line 34 between the high pressure outlet 36 of the variable displacement pump 28 and the drive cylinders 18,18 'of the thick matter pump, a setting throttle 58 is arranged that from the pressure line 34 downstream of the setting throttle 58 directly to an adjustment 60 of the Variable displacement pump 28 leading control line 62 is fed back and that is branched off from the pressure line 34 upstream of the adjusting throttle 58 leading to a supply port 64 of the cross-over hydraulic connection line 66, in which a fixed throttle 68 may be arranged.
  • This ensures that the oil flow in the delivery phase is flow-regulated, while it is pressure-controlled in the reversal phase.
  • the variable displacement pump 28 additionally comprises a pressure regulator for regulating the flow rate when a predetermined maximum pressure is exceeded.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Antriebssteuerung einer Zweizylinder-Dickstoffpumpe der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.
  • Bekannte Zweizylinder-Dickstoffpumpen dieser Art ( DE 195 42 258 A1 ) weisen zwei über stirnseitige Öffnungen in einen Materialaufgabebehälter mündende Förderzylinder auf, deren Förderkolben mittels hydraulisch angesteuerter Antriebszylinder im Gegentakt abwechselnd unter Ausführen eines Füllhubs und eines Förderhubs betätigbar sind. Innerhalb des Materialaufgabebehälters ist eine Rohrweiche angeordnet, die mittels eines hydraulischen Antriebsmechanismus eintrittsseitig abwechselnd an die Öffnung eines der Förderzylinder anschließbar ist und die Öffnung des jeweils anderen Förderzylinders freigibt, und die austrittsseitig mit einer Förderleitung für die zu fördernden Dickstoffe verbunden ist. Die Dickstoffpumpe weist ferner eine motorisch angetriebene hydraulische Verstellpumpe auf, die einen mit einem Vorratsbehälter verbundenen Saugeingang und einen Hochdruckausgang aufweist.
  • Die Antriebszylinder für die Förderkolben sind über je einen an ihrem einen Ende befindlichen Hydraulikanschluss abwechselnd mittels eines ersten Umsteuerventils über eine Druckleitung mit dem Hochdruckausgang der Verstellpumpe und über eine Rücklaufleitung mit dem Vorratsbehälter verbindbar. An ihrem anderen Ende sind die Antriebszylinder über eine Schaukelölleitung miteinander verbunden. Andererseits weist der hydraulische Antriebsmechanismus der Rohrweiche eine zweiseitig angesteuerte Zylinderanordnung beispielsweise in Form von zwei in Reihe geschalteten Plungerzylindern auf, deren Anschlüsse über ein zweites Umsteuerventil abwechselnd an die zum Hochdruckausgang der hydraulischen Verstellpumpe führende Druckleitung und an die zum Vorratsbehälter führende Rücklaufleitung anschließbar sind. Zur Auslösung einer Folgesteuerung für das erste und das zweite Umsteuerventil ist eine Zentralsteuerung vorgesehen, die auf Endlagensignale der vorbeilaufenden Antriebskolben mindestens eines der Antriebszylinder anspricht.
  • Die Dickstoffförderung und die Rohrweichenumsteuerung erfolgt abwechselnd in einem Einkreissystem über dieselbe Verstellpumpe, die kontinuierlich zwischen einer Nullförderung und einer vorgegebenen Maximalförderung eingestellt werden kann. Die Einstellung bei der Dickstoffförderung richtet sich nach einer vom Bediener an einem Einstellorgan vorgegebenen, an den Bedarf angepassten Fördermenge, während für die Umsteuerung der Rohrweiche unabhängig von der in der Maschine eingestellten Fördermenge eine definierte Umschaltzeit angestrebt wird. Zur Einstellung des Förderstroms hat die Verstellpumpe einen Förderstromregler, dessen Steuereingang in der Förderphase mit einem variablen, an die eingestellte Fördermenge angepassten Steuerdruck beaufschlagt wird, während er in der Umsteuerphase mit einem definierten Umsteuerdruck beaufschlagt wird. Deshalb muss der Steuereingang des Förderstromreglers in der Förderphase und in der Umsteuerphase mit unterschiedlichen Drucksteuersignalen beaufschlagt werden, wozu im Stand der Technik ein als Wegeventil ausgebildetes Switch-Over-Ventil (SOS-Ventil) verwendet wird. Mit anderen Worten heißt dies, dass die Steuersignale für den Förderstromregler an verschiedenen Steuerleitungen anstehen, die in den jeweiligen Betriebsphasen durch ein Umsteuerventil auf den Steuereingang geschaltet werden.
  • Ein Nachteil dieser Steuerungsart besteht darin, dass für die Regelung der Verstellpumpe zwei unabhängig voneinander erzeugte Steuersignale verwendet werden, für deren bestimmungsgemäße Auswahl im Zuge der Förder- und Umsteuerphase ein elektromagnetisch angesteuertes Switch-Over-Ventil erforderlich ist. Dies erfordert sowohl hardwaremäßig als auch steuerungsmäßig einen erheblichen Aufwand.
  • Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung zur Antriebssteuerung einer Dickstoffpumpe dahingehend zu verbessern, dass eine Vereinfachung der hydraulischen Schaltungsanordnung ohne Einbuße an Funktionstüchtigkeit erzielt werden kann.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Die erfindungsgemäße Lösung besteht im Wesentlichen darin, dass in der Druckleitung zwischen dem Hochdruckausgang der Verstellpumpe und dem ersten Umsteuerventil eine Einstelldrossel angeordnet ist, dass von der Druckleitung stromabwärts der Einstelldrossel eine unmittelbar zu einem Verstellmechanismus der Verstellpumpe führende Steuerleitung abgezweigt ist, und dass von der Druckleitung stromaufwärts der Verstelldrossel eine zu einem Versorgungsanschluss des zweiten Umsteuerventils führende Verbindungsleitung abgezweigt ist, in welcher bei Bedarf eine festeingestellte Drossel angeordnet sein kann. Eine Besonderheit der Erfindung besteht also darin, dass der einen Load-Sensing-Regler enthaltende Verstellmechanismus der Verstellpumpe nur über eine Steuerleitung angesteuert wird, und dass damit das bekannte Switch-Over-Ventil entfällt. Dies ist dadurch möglich, dass die Verstellpumpe zusätzlich einen Druckregler zur Abregelung der Fördermenge bei Überschreiten eines vorgegebenen Maximaldrucks am Hochdruckausgang umfasst. Dieser Maximaldruck wird stets dann erreicht, wenn die Antriebskolben im Zuge des Fördervorgangs zu ihrem Endanschlag gelangen und die an der Einstelldrossel abgreifbare Druckdifferenz zu Null wird. Dies ist genau der Zustand, in welchem die Umsteuerung der Rohrweiche über das zweite Umsteuerventil eingeleitet wird. In diesem Fall steht an der Festdrossel der sich am Hochdruckausgang der Verstellpumpe einstellende Maximaldruck an, der zu einem über den definierten Strömungsquerschnitt der Verbindungsleitung führenden Förderstrom zu dem im Augenblick mit Druck beaufschlagten Plungerzylinder führt. Dieser Förderstrom kann so vorzugsweise über den Strömungsquerschnitt einer Festdrossel in der Verbindungsleitung und den Maximaldruck voreingestellt werden, dass die Rohrweichenumsteuerung in einer vorgegebenen Zeit von beispielsweise 200 ms erfolgt. Hieraus folgt, dass die Verstellpumpe während des eigentlichen Fördervorgangs förderstromgeregelt ist, während sie beim Umsteuervorgang - anders als bisher - über den vorgegebenen Maximaldruck druckgeregelt ist.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Load-Sensing-Hydraulik eine in der Verstellpumpe angeordnete, mechanisch verstellbare Schrägscheibe als Verstellglied sowie eine mit der Schrägscheibe verbundene, kraftseitig federgestützte Druckwaage aufweist, an welche lastseitig die stromabwärts der Einstelldrossel abgezweigte Steuerleitung angeschlossen ist.
  • Um einen störungsfreien Wechsel zwischen der Förderphase und der Umsteuerphase des Pumpbetriebs der Zweizylinder-Dickstoffpumpe zu gewährleisten, wird gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass die Antriebszylinder mindestens zwei auf die vorbeilaufenden Antriebskolben ansprechende Zylinderschaltsensoren aufweisen, die ausgangsseitig mit Signaleingängen der Zentralsteuerung verbunden sind. Mit dieser Maßnahme ist es möglich, den Umsteuervorgang bereits eine gewisse Zeit vor dem Anschlag des Antriebskolbens am Zylinderende auszulösen. Dies ist deshalb notwendig, weil der Umsteuervorgang über die Umsteuerventile nur mit einer zeitlichen Verzögerung möglich ist. Auf diese Weise lassen sich Anschläge der Antriebskolben an den Zylinderenden, die zu einem frühzeitigen Verschleiß führen könnten, vermeiden. Entsprechendes gilt auch für die Umsteuerung des ersten Umsteuerventils, die bereits ausgelöst werden sollte, bevor die Plungerzylinder bei der Umsteuerung der Rohrweiche ihre Endlage erreichen. Um dies zu ermöglichen, weist auch der Antriebsmechanismus der Rohrweiche mindestens einen auf die Position, die Geschwindigkeit oder die Endlagen der Rohrweiche ansprechenden Rohrweichensensor auf, der ausgangsseitig mit einem Signaleingang der Zentralsteuerung verbunden ist. Um all dies zu erreichen, sind gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Umsteuerventile als Wegeventile mit elektromagnetischen Vorsteuerorganen ausgebildet, deren Vorsteuerorgane mit jeweils einem Steuerausgang der Zentralsteuerung verbunden sind.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
    • Fig. 1
    einen Ausschnitt aus einer Zweizylinder-Dickstoffpumpe in teilweise geschnittener schaubildlicher Darstellung;
    Fig. 2
    ein Schaltschema einer Antriebshydraulik für die ZweizylinderDickstoffpumpe.
  • Die in dem hydraulischen Schaltschema gemäß Fig. 2 dargestellte Antriebshydraulik ist für eine Zweizylinder-Dickstoffpumpe entsprechend Fig. 1 bestimmt. Die Dickstoffpumpe weist zwei Förderzylinder 14,14' auf, deren stirnseitige Öffnungen 12,12' in einen Materialaufgabebehälter 10 münden. Die Förderkolben 16,16' der Dickstoffpumpe sind mittels hydraulisch angesteuerter Antriebszylinder 18,18' im Gegentakt abwechselnd unter Ausführen eines Füllhubs (Pfeil 19') und eines Förderhubs (Pfeil 19") betätigbar. Innerhalb des Materialaufgabebehälters 10 befindet sich außerdem eine Rohrweiche 22, die mittels eines hydraulischen Antriebsmechanismus 24 eintrittsseitig abwechselnd an die Öffnung 12 eines der Förderzylinder 14 anschließbar ist, während sie die Öffnung 12' des jeweils anderen Förderzylinders 14' freigibt. Austrittsseitig ist die Rohrweiche 22 mit einer Förderleitung 26 verbunden. Außerdem ist eine mittels eines Motors 27 angetriebene hydraulische Verstellpumpe 28 vorgesehen, die einen mit einem drucklosen Vorratsbehälter 30 verbundenen Saugeingang 32 und einen an eine Druckleitung 34 angeschlossenen Hochdruckausgang 36 aufweist.
  • Die Antriebszylinder 18,18' sind über je einen an ihrem einen Ende befindlichen Hydraulikanschluss 38,38' abwechselnd mittels eines ersten, als 4/3-Wegeventil ausgebildeten Umsteuerventils 40 über die Druckleitung 34 mit dem Hochdruckausgang 36 der Verstellpumpe 28 und über eine Rücklaufleitung 42 mit dem Vorratsbehälter 30 verbindbar. Außerdem sind die Antriebszylinder 18,18' an ihrem anderen Ende über eine Schaukelölleitung 44 miteinander verbunden.
  • Der hydraulische Antriebsmechanismus 24 der Rohrweiche 22 umfasst zwei in Reihe geschaltete Plungerzylinder 46, die über ein zweites Umsteuerventil 48 abwechselnd an die zum Hochdruckausgang 36 der hydraulischen Verstellpumpe 28 führende Druckleitung 34 und an eine zum Vorratsbehälter 30 führende Rücklaufleitung 50 anschließbar sind. Weiter ist eine auf Endlagensignale der vorbeilaufenden Antriebskolben 20,20' mindestens eines der Antriebszylinder 18,18' ansprechende Zentralsteuerung 56 vorgesehen, über die eine Folgesteuerung für das erste und das zweite Umsteuerventil 40,48 auslösbar ist.
  • Für die Förderstromsteuerung der Dickstoffpumpe ist in der Druckleitung 34 zwischen dem Hochdruckausgang 36 der Verstellpumpe 28 und dem ersten Umsteuerventil 40 eine Einstelldrossel 58 angeordnet, die vom Bediener stufenlos verstellbar ist. Eine Besonderheit der Erfindung besteht darin, dass von der Druckleitung 34 stromabwärts (58') der Einstelldrossel 58 eine unmittelbar zu einem Verstellmechanismus 60 der Verstellpumpe 28 führende Steuerleitung 62 zurückgekoppelt ist, und dass von der Druckleitung 34 stromaufwärts (58") der Einstelldrossel 58 eine zu einem Versorgungsanschluss 64 des zweiten Umsteuerventils 48 führende Verbindungsleitung 66 abgezweigt ist, in welcher bei Bedarf eine fest eingestellte Drossel 68 angeordnet ist.
  • Der Verstellmechanismus 60 umfasst eine Load-Sensing-Hydraulik 70, die eine hydraulische Leistungsregelung bewirkt, bei der sowohl der Druck als auch der Volumenstrom der Verstellpumpe 28 an die vom Verbraucher geforderten Bedingungen angepasst werden. Als Regelgröße wird der Druckabfall an der Einstelldrossel 58 verwendet.
  • Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Load-Sensing-Hydraulik 70 eine in der Verstellpumpe 28 angeordnete, mechanisch verstellbare Schrägscheibe 72 als Verstellglied sowie eine mit der Schrägscheibe 72 verbundene, kraftseitig federgestützte Druckwaage 73 auf, an welche lastseitig die stromabwärts der Einstelldrossel 58 abgezweigte Steuerleitung 62 angeschlossen ist. Die Verstellpumpe 28 ist stufenlos von Nullförderleistung bis Vollförderung verstellbar.
  • In der Nullstellung der als 4/3-Wegeventile ausgebildeten Umsteuerventile 40,48 fließt ausgenommen von Leckölverlusten kein Hydrauliköl durch die Leitungen. Gleichzeitig hält die Verstellpumpe 28 einen Standby-Druck aufrecht. Wird nun durch Öffnen eines der Umsteuerventile 40,48 Hydraulikflüssigkeit in die Antriebe im Bereich der Antriebszylinder 18,18' oder im Bereich der Plungerzylinder 46 geleitet, so wird die Förderleistung der Verstellpumpe 28 automatisch erhöht. Die Verstellpumpe 28 fördert jeweils nur so viel Hydraulikflüssigkeit, um bei dem benötigten Fördervolumen den aktuell benötigten Förderdruck aufrechtzuerhalten.
  • Eine Besonderheit der Erfindung besteht darin, dass die Verstellpumpe 28 zusätzlich einen nicht dargestellten Druckregler zur Abregelung der Fördermenge bei Überschreiten eines vorgegebenen Maximaldrucks umfasst. Diese Abregelungsfunktion wird bei der Ansteuerung des Antriebsmechanismus 24 für die Rohrweiche 22 genutzt.
  • Aus Fig. 2 ist zu ersehen, dass die Antriebszylinder 18,18' zwei auf die vorbeilaufenden Antriebskolben 20,20' ansprechende Zylinderschaltsensoren 52,54 aufweisen, die ausgangsseitig mit Signaleingängen 52',54' der Zentralsteuerung 56 verbunden sind. Weiter weist der Antriebsmechanismus 24 der Rohrweiche 22 einen auf die Position, die Geschwindigkeit oder die Endlagen der Rohrweiche ansprechenden Rohrweichensensor 74 auf, der ausgangsseitig mit einem weiteren Signaleingang 74' der Zentralsteuerung 56 verbunden ist. Die Umsteuerventile 40,48 sind als Wegeventile mit elektromagnetischen Vorsteuerorganen 76,78 ausgebildet. Die Vorsteuerorgane sind mit jeweils einem Steuerausgang 76',78' der Zentralsteuerung 56 verbunden. Die Ansteuersignale für die Umsteuerventile 40,48 des Förderkolbenantriebs und des Rohrweichenantriebs werden aus den von den Zylinderschaltsensoren 52,54 und gegebenenfalls vom Rohrweichensensor 74 kommenden Signalen errechnet.
  • Während der Förderphase fließt Hydrauliköl von der Verstellpumpe 28 über die Druckleitung 34, die Einstelldrossel 58 und das Umsteuerventil 40 in den Antriebszylinder 18,18' für den einen Förderhub 19" ausführenden Förderkolben 16,16'. Dementsprechend wird die Ölmenge der Verstellpumpe 28 während der Förderphase über die Load-Sensing-Hydraulik 70 durch Einstellung eines Druckabfalls an der Einstelldrossel 58 über die Steuerleitung 62 eingestellt. Während der Rohrweichenbewegung fließt Hydrauliköl über die Verbindungsleitung 66 und das Umsteuerventil 48 in den einen Druckhub ausführenden Plungerzylinder 46. In dieser Phase befinden sich die Antriebskolben 20,20' an ihren Endanschlägen, so dass sich am Hochdruckausgang 36 der Verstellpumpe 28 der Maximaldruck einstellt. Die unter der Einwirkung des Maximaldrucks durch die Verbindungsleitung 66 gelangende Ölmenge ist so bemessen, dass die Rohrweiche 22 über die Plungerzylinder 46 in einer definierten Zeit in der Größenordnung von 200 ms innerhalb des Materialaufgabebehälters 10 umgesteuert wird. Bei Bedarf kann hierfür in der Verbindungsleitung eine Festdrossel 68 angeordnet werden.
  • Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Antriebssteuerung einer Zweizylinder-Dickstoffpumpe mit einer in einem Materialaufgabebehälter 10 angeordneten Rohrweiche 22 und einer motorisch angetriebenen hydraulischen Verstellpumpe 28, über die sowohl die Antriebszylinder 18,18' der Dickstoffpumpe als auch der Antriebsmechanismus 24 der Rohrweiche angesteuert werden. Eine Besonderheit der Erfindung besteht darin, dass in einer Druckleitung 34 zwischen dem Hochdruckausgang 36 der Verstellpumpe 28 und den Antriebszylindern 18,18' der Dickstoffpumpe eine Einstelldrossel 58 angeordnet ist, dass von der Druckleitung 34 stromabwärts der Einstelldrossel 58 eine unmittelbar zu einem Verstellmechanismus 60 der Verstellpumpe 28 führende Steuerleitung 62 zurückgekoppelt ist und dass von der Druckleitung 34 stromaufwärts der Einstelldrossel 58 eine zu einem Versorgungsanschluss 64 der Rohrweichenhydraulik führende Verbindungsleitung 66 abgezweigt ist, in welcher eine fest eingestellte Drossel 68 angeordnet sein kann. Damit wird erreicht, dass der Ölfluss in der Förderphase förderstromgeregelt ist, während er in der Umsteuerphase druckgeregelt ist. Letzteres ist vor allem dann der Fall, wenn die Verstellpumpe 28 zusätzlich einen Druckregler zur Abregelung der Fördermenge bei Überschreiten eines vorgegebenen Maximaldrucks umfasst.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Materialaufgabebehälter
    12,12'
    Öffnungen (Förderzylinder)
    14,14'
    Förderzylinder
    16,16'
    Förderkolben
    18,18'
    Antriebszylinder
    19'
    Füllhub
    19"
    Förderhub
    20,20'
    Antriebskolben
    22
    Rohrweiche
    24
    Antriebsmechanismus
    26
    Förderleitung
    27
    Motor
    28
    Verstellpumpe
    30
    Vorratsbehälter
    32
    Saugeingang
    34
    Druckleitung
    36
    Hochdruckausgang
    38,38'
    Hydraulikanschluss
    40
    erstes Umsteuerventil
    42
    Rücklaufleitung
    44
    Schaukelölleitung
    46
    Plungerzylinder
    48
    zweites Umsteuerventil
    50
    Rücklaufleitung
    52,54
    Zylinderschaltsensoren
    52',54'
    Endlagensignale
    56
    Zentralsteuerung
    58
    Einstelldrossel
    58'
    stromabwärts
    58"
    stromaufwärts
    60
    Verstellmechanismus
    62
    Steuerleitung
    64
    Versorgungsanschluss
    66
    Verbindungsleitung
    68
    Drossel (fest eingestellt)
    70
    Load-Sensing-Hydraulik
    72
    Schrägscheibe
    73
    Druckwaage
    74
    Rohrweichensensor
    74'
    Signaleingang
    76,78
    Vorsteuerorgane
    76',78'
    Steuerausgänge

Claims (9)

  1. Vorrichtung zur Antriebssteuerung einer Zweizylinder-Dickstoffpumpe
    - mit zwei über stirnseitige Öffnungen in einen Materialaufgabebehälter (10) mündenden Förderzylindern (14,14'), deren Förderkolben (16,16') mittels hydraulisch angesteuerter Antriebszylinder (18,18') im Gegentakt abwechselnd unter Ausführen eines Füllhubs (19') und eines Förderhubs (19") betätigbar sind,
    - mit einer innerhalb des Materialaufgabebehälters (10) angeordneten, mittels eines hydraulischen Antriebsmechanismus (24) eintrittsseitig abwechselnd an die Öffnung (12) eines der Förderzylinder (14,14') anschließbaren und die Öffnung (12') des jeweils anderen Förderzylinders (14,14') freigebenden, austrittsseitig mit einer Förderleitung (26) verbundenen Rohrweiche (22),
    - mit einer motorisch angetriebenen hydraulischen Verstellpumpe (28), die einen mit einem drucklosen Vorratsbehälter (30) verbundenen Saugeingang (32) und einen Hochdruckausgang (36) aufweist,
    - wobei die Antriebszylinder (18,18') über je einen an ihrem einen Ende befindlichen Hydraulikanschluss (38,38') abwechselnd mittels eines ersten Umsteuerventils (40) über eine Druckleitung (34) mit dem Hochdruckausgang (36) der Verstellpumpe (28) und über eine Rücklaufleitung (50) mit dem Vorratsbehälter (30) verbindbar sind,
    - wobei die Antriebszylinder (18,18') an ihrem anderen Ende über eine Schaukelölleitung (44) miteinander verbunden sind,
    - wobei der hydraulische Antriebsmechanismus (24) der Rohrweiche (22) eine zweiseitig angesteuerte Zylinderanordnung aufweist, deren Anschlüsse über ein zweites Umsteuerventil (48) abwechselnd an die zum Hochdruckausgang (36) der hydraulischen Verstellpumpe (28) führende Druckleitung (34) und an die zum Vorratsbehälter (30) führende Rücklaufleitung (50) anschließbar sind,
    - und mit einer auf Endlagensignale der vorbeilaufenden Antriebskolben (20,20') mindestens eines der Antriebszylinder (18,18') ansprechenden Zentralsteuerung (56) zur Auslösung einer Folgesteuerung für das erste und das zweite Umsteuerventil (48),
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass in der Druckleitung (34) zwischen dem Hochdruckausgang (36) der Verstellpumpe (28) und dem ersten Umsteuerventil (40) eine Einstelldrossel (58) angeordnet ist,
    - dass von der Druckleitung (34) stromabwärts (58') der Einstelldrossel (58) eine unmittelbar zu einem Verstellmechanismus (60) der Verstellpumpe (28) führende Steuerleitung (62) zurückgekoppelt ist,
    - und dass von der Druckleitung (34) stromaufwärts (58") der Einstelldrossel (58) eine zu einem Versorgungsanschluss (64) des zweiten Umsteuerventils (48) führende Verbindungsleitung (66) abgezweigt ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindungsleitung (66) eine festeingestellte Drossel (68) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiseitig angesteuerte Zylinderanordnung zwei in Reihe geschaltete Plungerzylinder umfasst, deren Anschlüsse mit dem zweiten Umsteuerventil verbunden sind.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellpumpe (28) einen Druckregler zur Abregelung der Fördermenge bei Überschreiten eines vorgegebenen Maximaldrucks umfasst.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellmechanismus (60) eine über den Druckabfall an der Einstelldrossel (58) als Regelgröße angesteuerte Load-Sensing-Hydraulik (70) umfasst.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Load-Sensing-Hydraulik (70) eine in der Verstellpumpe (28) angeordnete, mechanisch verstellbare Schrägscheibe (72) als Verstellglied sowie eine mit der Schrägscheibe (72) verbundene kraftseitig federgestützte Druckwaage (73) aufweist, an welche lastseitig die stromabwärts (58') der Einstelldrossel (58) abgezweigte Steuerleitung (62) angeschlossen ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebszylinder (18,18') mindestens zwei auf die vorbeilaufenden Antriebskolben (20,20') ansprechende Zylinderschaltsensoren (52,54) aufweisen, die ausgangsseitig mit Signaleingängen der Zentralsteuerung (56) verbunden sind.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmechanismus (24) der Rohrweiche (22) mindestens einen auf die Position, die Geschwindigkeit oder die Endlagen der Rohrweiche (22) ansprechenden Rohrweichensensor (74) aufweist, der ausgangsseitig mit einem weiteren Signaleingang der Zentralsteuerung (56) verbunden ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsteuerventile (40,48) als Wegeventile mit elektromagnetischen Vorsteuerorganen (76,78) ausgebildet sind, deren Vorsteuerorgane (76,78) mit jeweils einem Steuerausgang (76',78') der Zentralsteuerung (56) verbunden sind.
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