JPH0323754B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、シリンダ側のめがね形プレートの先
方で交互に旋回運動する切換機構を有する２シリ
ンダ式高濃度物質ポンプ、有利にはコンクリート
ポンプであつて、前記切換機構が切換機構の端部
に長さの一部にわたつて軸線方向案内された切断
リングを用いてめがね形プレートに対してシール
されており、前記切断リングが背面で以てゴム弾
性的なリングによつてめがね形プレートに圧着さ
れており、内側から搬送媒体の圧力によつて負荷
可能なゴム弾性的なリングが半径方向で切換機構
の壁に支えられている。

このようなポンプは、一般にコンクリートにお
いては砂及び砂利から形成される硬くかつ種々に
大きな粒子から成る搬送媒体を吸込みかつ吐出し
なければならない。運転中においては切換機構は
シリンダ内におけるピストン行程の周期で運動さ
せられ、吐出を行うシリンダが搬送導管に接続さ
れ、吸込を行うシリンダが充填容器に接続され
る。その際切断リングは一面では金属性のシール
としてめがね形プレートと協働し、他面では搬送
媒体内に含まれ切換機構の運動に際して互いに相
対運動する部分からそれない固形物を破砕する。
従つて切断リングは著しい圧力でめがね形プレー
ト上に保持されねばならない。他方において切断
リングは切断リング自体及びめがね形プレートに
生じる摩耗を補償するためにめがね形プレート及
び切換機構に対して運動可能であらねばならな
い。

切断リングを機械的にプレロードをかけて切換
機構に結合することは公知である（西ドイツ国特
許出願公開第2363270号明細書）。この場合旋回管
として構成された切換機構が旋回アームを介して
弾性的に、旋回アームにプレロードをかけるため
に軸線方向に運動可能な切換軸に結合されてい
る。

この場合欠点として、機械的な部分の弾性変形
がめがね形プレートにおけるすき間を形成し、め
がね形プレート及び切断リングにおける不均一な
摩耗に対する補償が不可能である。

さらに機械的なプレロードを、旋回管として構
成された切換機構がシリンダ開口の１つと合致し
た場合により大きな圧着力が得られるように変動
可能な液力的プレロードによつておきかえること
も公知である（西ドイツ国特許出願公開第
2835590号明細書）。これに対して旋回運動の開始
から終了まで圧着力が実質的に除かれる。これに
よつてすき間が形成され、このすき間は搬送物質
内の粒子が硬いために危険である。さらに油圧的
なプレロードは液力的な媒体によるコンクリート
の質の低下をもたらすという疑問がある。

さらに切断リングのプレロードが旋回管として
構成された切換機構を負荷することなしに旋回ア
ームを介して、切断リングをヒンジで以つて旋回
アームに接続することによつて生ぜしめられるこ
とは公知である（西ドイツ国特許出願公開第
2632816号明細書）。従つて切断リング及びめがね
形プレートの不均一な摩耗があらゆる方向で補償
されることはなく、早かれ後かれ取り除かれない
すき間が形成されることになる。

搬送物質のハイドロスタテイツク的な力を用い
てＳ字状の旋回管として構成された切換機構をハ
イドロスタテイツク的にかつ搬送導管側で緊締さ
れた四角形のシールリングの軸線方向の圧縮によ
つて弾性的にめがね形プレート上へ押付けること
は公知である（西ドイツ国特許出願公開第
2903749号明細書）。ゴム弾性的なリングの機械的
な圧縮は、わずかな軸線方向の力しか生ぜしめな
い。それというのは支持部がゴム弾性的なリング
を軸線方向の内面の全長にわたつて内側へそらす
からである。このような装置においては切断リン
グが支承部に支持され、この支承部内では球面が
互いに協働して、切断リングに運動可能性が与え
られ、この運動可能性によつてめがね形プレート
及び切断リングにおける摩耗が補償される。

シールリングの配置、所望の機能によつてあら
かじめ与えられる旋回管及びそのＳ字形は困難を
導く。

それというのは前述のような旋回管内における
搬送物質の摩擦が著しく圧力降下を生ぜしめるか
らである。圧力降下はポンプの運転中に、例えば
切換機構内が詰まつた場合に急激に著しく増す。
この場合切断リングは実質的にもつぱら弾性的
に、従つて過度にわずかな力でしかプレロードを
かけられない。切断リングのカルダン式の支承は
それ自体著しい困難を伴う。

本発明の対象とした公知の構成（西ドイツ国特
許出願公開第2614895号明細書）においては、一
方で搬送媒体のハイドロスタテイツク的な圧力で
切断リングのシール面をわずかに負荷することに
よつて、この圧力で以つて切断リングの背面を強
く負荷せんがためにハイドロスタテイツク的な差
圧力が生ぜしめられ、切断リングが高められた力
でめがね形プレートに圧着され、他方で切断リン
グのシールのために必要な（方形に構成されてい
てよい）シールリングが切断リングにかるく弾性
的にプレロードをかけるように半径方向でプレロ
ードをかけられる。このような半径方向のプレロ
ードは運転条件下では切断リングをめがね形プレ
ートに押し付ける圧着力に移されない。ポンプは
吐出だけではなく、吸込みを行わなければならな
いので、シールリングはポンプの吸込み行程時に
しばしば支持部から離され、搬送媒体内に落ちて
しまうことになる。

さらに欠点として、ゴム弾性的なシールリング
及び切断リングが実際に液力的圧力によつてのみ
プレロードをかけられる。それというのは切換機
構の旋回運動中にめがね形プレートに対する切断
リングの十分な圧着力が得られないからである。
摩耗の補償は多数の抗張棒を用いて旋回管支承部
を後から緊張することによつてしか行われない。
これはポンプにとつて極めて危険である。それと
いうのは旋回軸が構造的に与えられた位置からわ
ずかにそれるだけで切換機構における著しい損傷
及び破損が生じる。不均一な摩耗は実質的に切断
リングにおいては補償されない。従つてこのよう
な摩耗により必然的にすき間が形成されることに
なる。さらに、弾性部材から成るシールリング内
に埋込まれる金属的な拡開装置によつて支持部か
らのリングの離れを避けることは実質的にうまく
いかない。

本発明の目的は、冒頭に述べた形式のポンプに
おいて切換過程中にも切断リングがめがね形プレ
ートに確実に圧着され、めがね形プレート及び切
断リングにおける摩耗が自動的に補償され、かつ
ゴム弾性的なリングの紛失のおそれがないように
することである。

この目的を達成するために本発明の構成では、
ゴム弾性的なリングが該リングの内周面に係合す
るリング付加部によつて確保されており、一方の
リング付加部が切断リングの一部分から成つてい
てかつゴム弾性的なリングの内周面を一方の側か
ら部分的に覆つており、他方のリング付加部が切
換機構の端部に配置されていてかつゴム弾性的な
リングの内周面を他方の側から部分的に覆つてお
り、ゴム弾性的なリングの内周面のリング付加部
間の部分面が露出していて搬送媒体の圧力によつ
て負荷されるようになつており、切断リング及び
切換機構の互いに向き合う端面にストツパ面を形
成してあり、ストツパ面が切換機構の案内内への
切断リングの進入距離を制限している。

従つて長い行程を有するばねをゴム弾性的なリ
ングによつて実施することができる。周知のよう
にこのようなリングは圧縮に際し体積の変らない
ポイソンシエン部材（Poissonschen Ko¨rper）を
形成する。この場合本発明の実施に際し切断リン
グのストツパ面によつて制限された軸線方向運動
性が選ばれ、ゴム弾性的なリングが案内内への切
断リングの最大の進入に際し支持部から離され
ず、押しつぶされずかつ例えば搬送物質によつて
引き裂れない。さらにゴム弾性的なリングの両方
の付加部間の解放された面が支持部の寸法に合わ
せて規定され、リングが圧力負荷に際しそらされ
ることはなく軸線方向の所望の圧着力を生ぜしめ
る。この場合運転条件下で案内内に進入する切断
リングの長さが短く規定され、切断リングが摩耗
に際し軸線方向で後調節されかつ、不均一な摩耗
が生じた場合揺動運動が切換過程中に生ぜしめら
れ、不均一な摩耗を補償する。

長い行程を有するゴム弾性的なリングばねにお
いては、支持部間の支持されていないリングばね
面に搬送物質のハイドロスタテイツク的な圧力が
作用させられ、リングばねの機械的なプレロード
が切断リングをめがねプレートに圧着するために
活用される特許請求の範囲第２項に記載された実
施態様により、リングばねの機械的なプレロード
が切断リングにおける差面に作用するハイドロス
タテイツク的力によるハイドロスタテイツク的な
圧着力と組み合される。

別の実施態様ではゴム弾性的なリングひいては
切断リングにおける支持面が搬送物質のハイドロ
スタテイツク的な圧力にさらされ、リングを機械
的に負荷し、切断リングがめがね形プレートに圧
着する。このような実施態様も切断リングの差面
によるハイドロスタテイツク的なプレロードと組
み合わされる。

切断リングのめがね形プレート側の端面にわた
つて引離し圧力が一定であるのではなく、関数に
従つて分配されており、この場合圧力は内側から
外側に向かつて低下する。切断リングにおいてハ
イドロスタテイツク的な圧力で負荷される対応
面、及びゴム弾性的なリングの支持部が内側に存
在しており切断リングの支持面も完全にハイドロ
スタテイツク的に圧力で負荷されるので、差面に
よる切断リングの液力的な圧着が一般に切断リン
グの円筒形の内面で以つて達成される。この液力
的な圧着の大きさは切断リングのリング面に生じ
る差圧が完全にバランスされるまで変化される。

次に図面を用いて本発明の実施例を具体的に説
明する。

２シリンダ−高濃度物質ポンプの両方の搬送シ
リンダの導管側の開口は第１図にその内周縁部１
及び２によつて示されている。切換機構３は旋回
軸５を中心とした円弧４上を揺動運動する。切換
機構３は一点鎖線６，７で示された終端位置でそ
れぞれ当該搬送シリンダを搬送導管（図示せず）
に接続するのに対して、他方の搬送シリンダは充
填容器に接続され、この充填容器からコンクリー
トを吸込むことができる。従つて切換運動中に切
換機構内の圧力は、搬送媒体が充填容器内へ逃げ
ることができる場合に短期的に崩壊する。

第２図では搬送シリンダの開口を受容するケー
シング８がめがね形プレート９でおおわれてい
る。このめがね形プレートは各搬送シリンダのた
めの切欠き１０を有しており、これらの切欠きは
ケーシング８内の対応する切欠き１１にそれぞれ
合致している。めがね形プレートは沈み頭１３を
有するねじ１２を用いてケーシング８に取付けら
れている。

切換機構３への接続部を、図示の実施例では切
断リング１４が形成している。実施例とは異なつ
て切断リング１４が中間リングに支承されていて
よい。一般に切断リングは、切換機構３のシリン
ダ側の端部１６に形成された案内１５内に位置
（存在）している。案内１５は切換機構３の端部
１６のシリンダ面１７と切断リング１４における
対応するシリンダ面１８とから成つている。運転
中切断リング１４は一般に長さａにわたつて案内
１５内に進入している。切換機構３の端部１６の
端面側のストツパ面１９及び切断リング１４の外
側のリングフランジ２１のストツパ面２０が、切
断リングの進入長さを制限するストツパとして役
立つている。

第３図に本発明の機能的に重要な部分が示され
ている。切断リング１４は切換機構３の終端位置
で開口１若しくは２を取囲んでいる。切換過程中
に旋回運動が生ぜしめられると、終端位置に達す
る直前に切断リングとめがね形プレートとの間に
締込まれた搬送物質が切断されねばならない。切
断リング１４とめがね形プレートとの間の切断運
動に際して切断リング１４の十分な圧着を得るた
めに、切断リングは短い、すなわち符号ａで示さ
れた長さにわたつて案内されゴム弾性的なリング
ばね２３に支えられている。リングばねの変形せ
しめられていない状態の横断面は方形である。リ
ングばねは方形の短い方の辺２４若しくは２５が
半径方向に延びるのに対して長い方の辺２６若し
くは２７が軸線方向に延びるように配置されてい
る。リングばねを組込む際このリングばねは機械
的に軸線方向にあらかじめプレロードをかけられ
る。従つてリングばねは支持部間の自由な（露出
した）部分面が弓形になるように変形せしめられ
る。

リングばね２３の支持部は一方ではシリンダ面
１７に相応して軸線方向に延びるシリンダ面１７
のシリンダ状の付加部２９と、他方では実施例に
おいては切換機構３若しくは切断リング１４の後
方を旋削することによつて形成された半径方向の
支持面３０若しくは３１とから成つている。すべ
ての実施例において、特に第４図に示されている
ように、切換機構３若しくは切断リング１４の互
いに向き合つた側で支持面３０及び３１によつて
与えられたリング付加部３３，３４がゴム弾性的
なリングばね２３の部分面３５，３６を部分的に
おおつている。第３図の実施例においては両方の
リング付加部３３及び３４間でリングばねの内側
の部分面２８が露出せしめられており、それに応
じてハイドロスタテイツク的な圧力で負荷され
る。従つてポンプ行程中に切断リング１４はリン
グばね２３の機械的なプレロードによつても、切
断リングに形成されたリングばねの支持部を搬送
媒体のハイドロスタテイツク的な圧力で負荷する
ことによつてもめがね形プレート９に圧着され
る。案内１５によつてセンタリング直径D_zが与
えられる。めがね形プレートに対する切断リング
１４の支持面の外側の制限部が直径D_iによつて規
定されるのに対して、支持面の内側の制限部が直
径D_aによつて規定される。センタリング直径が
支持面の外径の近くで終つていると、めがね形プ
レートに対する切断リングの圧着方向のハイドロ
スタテイツク的な圧力が過剰になる。センタリン
グ直径が支持面の中央に位置している場合には圧
力がバランスされる。センタリング直径が支持面
の中央より内側に位置している場合には切断リン
グをめがね形プレートから離そうとするハイドロ
スタテイツク的な差圧が生じる。従つてリングば
ねプレロードによつて生ぜしめられ力を単独に作
用させるか、ハイドロスタテイツク的に補うこと
ができる。

第３図に符号３２で示された十分なはめあい遊
びによつて、めがね形プレート若しくは切断リン
グ１４のめがね形プレートと向かい合つたシール
面３７における摩耗に際して切断リングが揺動運
動することができ、これによつて新しい状態にお
いても摩耗した状態でも面の完全な支持が保証さ
れる。

ハイドロスタテイツク的な力は、それぞれ図の
下側に示されている。第３図の実施例においては
切断リング１４は円筒形の内面３８を有してい
る。面２９までハイドロスタテイツク的な圧力で
負荷されている切断リングの背面３９がハイドロ
スタテイツク的な圧力によつて半径方向でほぼ均
一に負荷されるのに対して、前面４１に曲線４０
によつて示されているようにハイドロスタテイツ
ク的な圧力は内側から外側に向かつて減少する。
合成された力は矢印４２及び４３で示されてお
り、明らかなように切断リング１４をめがね形プ
レート９に向かつて負荷するハイドロスタテイツ
ク的な力が矢印４３で示された力よりも大きくな
つている。

第４図の実施例においては切断リング１４の端
面４１の円錐形の旋削部４４によつて、切断リン
グを離す方向に作用する力４５がほぼ力４６と同
じ大きさになる。さらに切断リング１４にはほぼ
バランスされた力４７及び４９も作用する。リン
グばね２３のプレロードによつて、搬送媒体を最
も多く搬送する際に十分なシール用が得られ特に
わずかな摩耗しか生じない。

第５図においては切断リング１４のプレロード
力は第３図のプレロードと第４図のプレロードと
の間の値である。力５０と５１とはバランスされ
ている。力５２と５３とは同じ大きさではない。
力５２は切断リング１４を液力的にめがね形プレ
ートに圧着している。同時に特に短く案内された
切断リング１４は異なつて形成されたリングばね
２３を用いてめがね形プレートの方向にハイドロ
スタテイツク的に負荷され機械的にプレロードを
かけられている。支持リング５４がゴム弾性的な
リングの機械的な特性を改善しかつより大きなは
め合い遊び５６を可能にする。このようにして切
換力が金属的な接触なしに切換機構３から切断リ
ングに伝達される。

第６図においてはシリンダ面１７及び１８によ
つて形成された切断リング案内が第２図のように
軸線方向でリングばねの前に位置しているのでは
なく、軸線方向でリングばねの後ろに位置してお
り、ストツパ面１９が切断リング１４の端面に設
けられているのに対して、リングフランジ２１が
切換機構３の外側に設けられている。従つて対応
するストツパ面２０が第１図〜第３図の実施例と
は異なつて切換機構３に配置されている。

ハイドロスタテイツク的な圧着力５９と６０と
は、めがね形プレート９の方向に作用する圧着力
５９が逆の方向に作用する圧着力６０より大きく
なるように互いに異なつている。

第７図の実施例では、切断リング１４における
ゴム弾性的なリングばね２３の軸線方向の支持面
３１が切換機構３内の対応する支持面３０に対し
て半径方向で外側へずらされている。ハイドロス
タテイツク的な圧着力６１，６２は互いに同じ大
きさである。従つて切断リング１４はハイドロス
タテイツク的ではなく機械的にリングばね２３で
以つてめがね形プレート９に圧着される。

第８図の実施例においては、リングばね２３は
搬送媒体の作用を受けることはないがあらゆる運
転状態で機械的にプレロードをかけられる。従つ
て切換機構３及びそのリング付加部３４の案内が
外側に配置されている。切換機構３の端面６３並
びに切断リングにプレロードをかけてこれらをめ
がね形プレート９に固定するために液力的な圧力
で負荷されるリング面６４が切断リング運動を制
限するストツパとして用いられており、面６５が
第８図の下側に示されているように、同じく液力
的な圧力で負荷されている。この場合ゴム弾性的
なリングばね２３はシール機能は失つており、シ
ール機能は切断リング１４の案内面１７に形成さ
れた対応する溝６７内に形成されたＯ−リング６
６によつて生ぜしめられる。

第８図の実施例では切換機構３若しくは切断リ
ング１４のハイドロスタテイツク的な圧力で負荷
されるリング面は軸線方向で互いに逆向きのリン
グ力６８，６９が互いに異なつているように構成
されている。圧着方向に作用するリング力６８が
逆向きに作用するリング力６９より大きくなつて
いる。

第９図では端面６３及びリング面６４が互いに
接触して位置している。これは例えば急激な変
位、すなわち例えば硬すぎる粒子が切断され、こ
れによつてリングばね２３が組込み長さにわたつ
て圧縮された場合にめがね形プレート９から切断
リング１４が離れることによつて生じる。しかし
ながらこのような事態は時たましか生じない。

ゴム弾性リング２３は支持リング５４が設けら
れている場合には一般にプラスチツクから成つて
いる。より弾性的な構造の天然ゴム、ブタジエン
共重合体、例えばブタジエン−ビニルピリジン−
重合体が特に考えられる。

このようなリングばねによつて切断リングはも
つぱら切換過程中にかつ場合によつてはハイドロ
スタテイツク的な圧力の形成の後に付加的にハイ
ドロスタテイツク的にめがね形プレートに圧着さ
れる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による実施例を示すものであつ
て、第１図は２シリンダ式ピストンポンプの搬送
シリンダを第１図の−線に沿つて断面した概
略図、第２図は第１図のＡ−Ａ線に沿つた図、第
３図は第２図の実施例を同じくＡ−Ａ線に沿つて
示した概略図とその圧力分布を示す図、第４図、
第５図、第６図、第７図及び第８図はそれぞれ異
なる実施例の第３図に相当する図、第９図は第８
図の実施例を特別な運転状態で示す断面図であ
る。 １及び２……内周縁部、３……切換機構、４…
…円弧、５……旋回軸線、６及び７……一点鎖
線、８……ケーシング、９……めがね形プレー
ト、１０及び１１……切欠き、１２……ねじ、１
３……沈み頭、１４……切断リング、１５……案
内、１６……端部、１７及び１８……シリンダ
面、１９及び２０……ストツパ面、２１……リン
グフランジ、２３……リングばね、２４及び２５
……辺、２６及び２７……辺、２８……部分面、
２９……付加部、３０及び３１……支持面、３２
……はめ合い遊び、３３及び３４……リング付加
部、３５及び３６……部分面、３７……シール
面、３８……内面、３９……背面、４０……曲
線、４１……前面、４２及び４３……矢印、４４
……旋削部、４５，４６，４７及び４９……力、
５０，５１，５２及び５３……力、５４……支持
リング、５６……はめ合い遊び、５９，６０，６
１及び６２……圧着力、６３……端面、６４……
リング面、６５……ローリング、６７……溝、６
８及び６９……リング力、D_a及びD_i……直径、
D_z……センタリング直径。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シリンダ側のめがね形プレートの先方で交互
   に旋回運動する切換機構を有する２シリンダ式高
   濃度物質ポンプであつて、前記切換機構が切換機
   構の端部に長さの一部にわたつて軸線方向案内さ
   れた切断リングを用いてめがね形プレートに対し
   てシールされており、前記切断リングが背面で以
   てゴム弾性的なリングによつてめがね形プレート
   に圧着されており、内側から搬送媒体の圧力によ
   つて負荷可能なゴム弾性的なリングが半径方向で
   切換機構の壁に支えられている形式のものにおい
   て、ゴム弾性的なリングが該リングの内周面に係
   合するリング付加部３３，３４によつて確保され
   ており、一方のリング付加部が切断リング１４の
   一部分から成つていてかつゴム弾性的なリング２
   ３の内周面を一方の側から部分的に覆つており、
   他方のリング付加部が切換機構３の端部に配置さ
   れていてかつゴム弾性的なリング２３の内周面を
   他方の側から部分的に覆つており、ゴム弾性的な
   リング２３の内周面のリング付加部３３，３４間
   の部分面２８が露出していて搬送媒体の圧力によ
   つて負荷されるようになつており、切断リング１
   ４及び切換機構３の互いに向き合う端面にストツ
   パ面１９，２０を形成してあり、ストツパ面１
   ９，２０が切換機構の案内１５内への切断リング
   １４の進入距離を制限していることを特徴とす
   る、シリンダ側のめがね形プレートの先方で交互
   に旋回運動する切換機構を有する２シリンダ式高
   濃度物質ポンプ。