WO2002008605A1 - Dickstoffpumpe - Google Patents

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WO2002008605A1
WO2002008605A1 PCT/EP2001/007415 EP0107415W WO0208605A1 WO 2002008605 A1 WO2002008605 A1 WO 2002008605A1 EP 0107415 W EP0107415 W EP 0107415W WO 0208605 A1 WO0208605 A1 WO 0208605A1
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WO
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drive
pump
cylinders
piston
rod
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PCT/EP2001/007415
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English (en)
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Inventor
Werner MÜNZENMAIER
Wolf-Michael Petzold
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Putzmeister Aktiengesellschaft
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Priority to DE50107303T priority patent/DE50107303D1/de
Priority to US10/333,807 priority patent/US6929454B2/en
Priority to EP01951644A priority patent/EP1303700B1/de
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    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B15/00—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04B15/02—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts the fluids being viscous or non-homogeneous
    • 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
    • F04B15/00—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04B15/02—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts the fluids being viscous or non-homogeneous
    • F04B15/023—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts the fluids being viscous or non-homogeneous supply of fluid to the pump by gravity through a hopper, e.g. without intake valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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 thick matter pump with two delivery cylinders opening into front end openings in a material feed container, with two hydraulic drive cylinders which are connected to an alternately reversible hydraulic pump on the rod-side or bottom-side pump connections and communicate with one another at their ends opposite the pump connections via a rocking oil line, the drive pistons the drive cylinder and the delivery pistons of the delivery cylinders are rigidly connected to one another in pairs via common piston rods, with compensation lines containing a check valve and connected in the area of the two ends of the drive cylinders, bridging the relevant drive pistons in their end positions, and with two at a defined distance from one of the End of the drive cylinder arranged, connected to a control device, an end position signal f when the associated piston passes r reversal of the hydraulic pump releasing position sensors.
  • Two-cylinder thick matter pumps of this type are known in which the two position sensors are arranged on one of the two drive cylinders (EP-B 0 446 206). No end position monitoring is carried out on the other drive cylinder. It has been shown that the flow conditions within the cylinders, due to leakage currents past the piston, can lead to a rocking oil feed or a rocking oil loss, depending on the pressure conditions present, and consequently to a lead or lag of one of the pistons.
  • the object of the invention is to provide a sensor arrangement in a thick matter pump of the type specified at the outset, which prevents both the end position popping in low-pressure operation and the formation of plugs in high-pressure operation.
  • the solution according to the invention is based on the idea that a suitable arrangement of the position sensors on the drive cylinders prevents the formation of plugs in the delivery cylinders and end-position bumps, while an automatic stroke compensation can be achieved with additional correction means.
  • the two position sensors are arranged at a defined distance from the rod-side ends of the two drive cylinders, and in addition a correction sensor is arranged at a defined distance from the bottom end of one of the drive cylinders, which instead of the rod-side position sensor of the other drive cylinder can be temporarily activated to trigger a reversal process.
  • the purpose of the correction sensor is to carry out an automatic stroke correction if the drive piston in the relevant drive cylinder no longer moves over the position of the correction sensor, that is to say if the internal leakage oil conditions result in a stroke shortening.
  • the correction sensor is activated at defined time intervals for a reversal process.
  • a preferred embodiment of the invention provides a reversal as required. This can be done by activating the correction sensor in the absence of a piston signal from the correction sensor and when the piston signal from the position sensor arranged on the opposite drive cylinder is present. It has proven to be advantageous for the control arrangement to contain a delay circuit or a delay software with a time constant corresponding to at least twice the stroke time of the drive piston for activating the correction sensor, which can be triggered when there is no piston signal from the correction sensor and there is a piston signal from the position sensor arranged on the opposite drive cylinder occurring piston signal of the correction sensor is reset. In many applications, however, it is also sufficient if the correction sensor can be activated at defined intervals for a reversal process.
  • the position sensors and the correction sensor can be designed as proximity switches or magnetic switches which respond when the piston passes in the direction of the end position and which can be arranged directly in the reversing circuit. In principle, however, it is also possible to design the position sensors and the correction sensor as signal transmitters, which emit an end position signal when the piston passes in the direction of the end position.
  • the hydraulic pump is advantageously designed as a reversing pump, in particular as a swash plate axial piston pump.
  • a unidirectional hydraulic pump also serves the same purpose.
  • the pump connections of the drive cylinders are connected to the hydraulic pump via a directional valve.
  • two or more hydraulic pumps can also be provided, which can be connected in parallel to the drive cylinders.
  • Figure 1 is a two-cylinder slurry pump in a partially sectioned diagram.
  • FIGS. 2a and b show a schematic of the drive hydraulics for the thick matter pump with a reversible pump connected to the rod with symbolic Arrow display of leakage currents in low-pressure and high-pressure operation;
  • FIG. 3a and b show a diagram of the drive hydraulics with a reversing pump connected at the bottom in representations corresponding to FIG.
  • FIG. 4 shows a diagram of the drive hydraulics for the thick matter pump with a unidirectional hydraulic pump in the closed hydraulic circuit connected to the bottom and reversible via a directional control valve;
  • FIG. 5 shows a drive hydraulic system corresponding to FIG. 4 with an open hydraulic circuit.
  • the delivery cylinders 10 are driven in a push-pull manner via hydraulic drive cylinders 24 ⁇ 24 ".
  • the delivery pistons 26 are connected to the drive piston 30 ', 30" of the drive cylinders 24', 24 "via a common piston rod 28.
  • a water tank 32 through which the piston rods 28 extend.
  • the drive cylinders 24 ', 24 are on the rod-side connections 34', 34" (Fig. 2a, b) or on the bottom-side connections 36 ', 36 “(Fig. 3a, b) via pressure lines 38', 38" with the hydraulic connections 40 ', 40 "of a hydraulic pump 42 driven by a motor 43 and communicate at their opposite connections 36', 36" and 34 ', 34 " with each other via a rocking oil line 44.
  • an equalizing line 48 containing a check valve 46 and bridging the respective drive piston 30 ', 30 "in its end positions is arranged at the two ends of the drive cylinders 24', 24".
  • a hydraulic pump 42 designed as a reversing pump is provided in each case.
  • the direction of movement of the drive piston 30 ', 30 "and thus the delivery piston 26 is reversed in that the swash plate 50 of the reversing pump 42 is triggered by a reversing signal swung through the zero position and thus the delivery direction of the pressure oil in the lines 38', 38" is reversed.
  • the delivery rate of the reversing pump 42 is determined by the swivel angle of the swash plate 50 at a predetermined drive speed.
  • the swash plate 50 of the reversing pump 42 is connected to a control arrangement 51, in which the end position signals output by the position sensors 52 ', 52 "are evaluated.
  • the position sensors 52', 52" arranged on the rod ensure that the Delivery pistons 26 come into the immediate vicinity of the opening 12 with each delivery stroke, so that no concrete plug can form.
  • a correction sensor 54 near the bottom end of the one drive cylinder 24 'is a correction sensor 54 which, instead of the rod-side position sensor 52 "of the other drive cylinder 24", can be activated temporarily via the control arrangement 51 to trigger a reversal process.
  • FIGS. 2b and 3b show typical pressure values during high pressure operation.
  • the pressure ratios in the drive cylinders 24 ', 24 "are calculated from the pressure in the pressure lines 38', 38", taking into account the piston surfaces on the bottom side and the rod side.
  • the exemplary embodiments according to FIGS. 4 and 5 differ from the exemplary embodiment according to FIGS. 3a and b in that in each case a unidirectionally delivering hydraulic pump 42 is provided.
  • the hydraulic connections between the two drive cylinders are reversed there by a directional valve 58 arranged in the pressure lines 38 ′, 38 ′′, which can be controlled via the position sensors 52 ′, 52 ′′ and the correction sensor 54 and the control arrangement 51 in the sense of FIGS. 3a and b is.
  • a closed hydraulic circuit is provided; the oil return leads back to the hydraulic pump.
  • an open hydraulic circuit is provided, in which the oil from a hydraulic liktank 60 is sucked in and the oil return is returned to the hydraulic tank 16.
  • the hydraulic connections 40 ', 40 "of the hydraulic pump equivalent to FIGS. 3a and b are found in the exemplary embodiments according to FIGS. 4 and 5 on the outlet side of the directional control valves 58 facing the drive cylinders 24', 24".
  • the invention relates to a thick matter pump, in particular for conveying concrete.
  • the thick matter pump has two delivery cylinders 10 opening into front end openings 12 in a material feed container 14 and two hydraulic drive cylinders 24 ', 24 ", the pistons 26, 30', 30" of which are rigidly connected to one another in pairs by a common piston rod 28.
  • they communicate with one another at their ends opposite the pump connections via a rocking oil line 44.
  • the drive cylinders and thus the feed cylinders are driven in push-pull mode by the reversing pump 42.
  • two position sensors 52 ', 52 " which are arranged at a defined distance from one of the ends of the drive cylinders and respond to a driving piston 30', 30" are provided

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dickstoffpumpe insbesondere für die Förderung von Beton. Die Dickstoffpumpe weist zwei über stirnseitige Öffnungen (12) in einen Materialaufgabebehälter (14) mündende Förderzylinder (10) sowie zwei hydraulische Antriebszylinder (24',24'') auf, deren Kolben (26,30',30'') paarweise über eine gemeinsame Kolbenstange (28) starr miteinander verbunden sind. Die Antriebszylinder (24',24'') sind über stangenseitige oder bodenseitige Pumpenanschlüsse (34',34'';36',36'') mit einer hydraulischen Reversierpumpe (42) verbunden. Außerdem kommunizieren sie an ihren den Pumpenanschlüssen gegenüberliegenden Enden über eine Schaukelölleitung (44) miteinander. Die Antriebszylinder und damit die Förderzylinder werden über die Reversierpumpe (42) im Gegentakt angetrieben. Zur Umsteuerung der Reversierpumpe (42) sind zwei in definiertem Abstand von einem der Enden der Antriebszylinder angeordnete, auf einen vorbeilaufenden Antriebskolben (30',30'') ansprechende Positionssensoren (52',52'') vorgesehen. Um die Bildung von Betonpfropfen in den Förderzylindern (10) sowie ein Endlagenknallen der Antriebskolben (30',30'') zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die beiden Positionssensoren (52',52'') im Abstand von den stangenseitigen Enden der beiden Antriebszylinder (24',24'') angeordnet sind, und daß zusätzlich ein Korrektursensor (54) in definiertem Abstand vom bodenseitigen Ende eines der Antriebszylinder (24') angeordnet ist, der anstelle des stangenseitigen Positionssensors (52'') des anderen Antriebszylinders (24'') zeitweilig zur Auslösung eines Umsteuervorgangs aktivierbar ist.

Description

Dickstoffpumpe
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Dickstoffpumpe mit zwei über stirnseitige Öffnungen in einen Materialaufgabebehälter mündenden Förderzylindern, mit zwei hydraulischen Antriebszylindern, die an stangenseitigen oder bodenseitigen Pumpenanschlüssen mit einer alternierend umsteuerbaren Hydraulikpumpe verbunden sind und an ihren den Pumpenanschlüssen gegenüberliegenden Enden über eine Schaukelölleitung miteinander kommunizieren, wobei die Antriebskolben der Antriebszyiinder und die Förderkolben der Förderzylinder paarweise über gemeinsame Kolbenstangen starr miteinander verbunden sind, mit im Bereich der beiden Enden der Antriebszylinder angeschlossenen, die betreffenden Antriebskolben in deren Endstellungen überbrücken- den, ein Rückschlagventil enthaltenden Ausgleichsleitungen, und mit zwei in definiertem Abstand von einem der Enden der Antriebszylinder angeordneten, an eine Steuerungseinrichtung angeschlossenen, beim Vorbeilaufen des zugehörigen Kolbens ein Endlagensignal für die Umsteuerung der Hydraulikpumpe abgebenden Positionssensoren.
Es sind Zweizylinder-Dickstoffpumpen dieser Art bekannt, bei denen die beiden Positionssensoren an einem der beiden Antriebszylinder angeordnet sind (EP-B 0 446 206). Am anderen Antriebszylinder wird dabei keine Endlagenüberwachung durchgeführt. Es hat sich gezeigt, daß die Strömungs- Verhältnisse innerhalb der Zylinder aufgrund von Leckströmen am Kolben vorbei je nach den vorhandenen Druckverhältnissen zu einer Schaukelölauf- speisung oder zu einem Schaukelölverlust und demnach zu einem Vor- oder Nacheilen eines der Kolben führen können.
So kommt es bei der stangenseitigen Druckölzufuhr in den Antriebszylindern bei niederem Systemdruck, wie er beispielsweise beim Reinigungsbetrieb mit Wasser vorhanden ist, zu einer Schaukelölaufspeisung. Dies führt dazu, daß der Kolben im zweiten Zylinder einen Vorlauf erhält, aufgrund dessen es zu einem unerwünschten knallenden mechanischen Endlagenkontakt mit den Zylindern kommen kann. Andererseits erhält man beim Hochdruckbe- trieb, also im Zustand der Dickstoffförderung, einen internen Schaukelölverlust infolge der Leckströmungen um den Kolben. Dadurch wird an dem zweiten Zylinder der Kolbenweg verkürzt, so daß es auf der Seite des Förderzylinders zu einer Pfropfenbildung kommen kann. Dieser Beton-Pfropfen wird nicht aus dem Förderzylinder ausgeschoben sondern bei jedem An- saugvorgang in den Förderzylinder zurückgezogen. Er härtet allmählich aus und führt zu einem erhöhten Verschleiß im Förderzylinder.
Beim bodenseitigen Anschluß der Antriebszylinder an die Hydraulikpumpe ergibt sich im Niederdruckbetrieb ein Schaukelölverlust. Dieser führt zu ei- nem Voreilen eines der Kolben und zu dem unerwünschten Endlagenknallen im zweiten Zylinder. Im Hochdruckbetrieb ergibt sich hier eine Schaukelölaufspeisung, die aufgrund der frühzeitigen Umschaltung im ersten Zylinder zu einer Pfropfenbildung im zweiten Zylinder mit den vorstehend angegebenen Nachteilen führt.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Sensoranordnung in einer Dickstoffpumpe der eingangs angegebenen Art vorzusehen, die sowohl das Endlagenknallen beim Niederdruckbetrieb als auch die Pfropfenbildung im Hochdruckbetrieb verhindert.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Der erfiindungsgemäßen Lösung liegt der Gedanke zugrunde, daß durch eine geeignete Anordnung der Positionssensoren an den Antriebszylindern eine Pfropfenbildung in den Förderzylindern sowie Endlagenknallen vermieden werden kann, während mit zusätzlichen Korrekturmitteln ein automati- scher Hubausgleich erzielt werden kann. Um dies zu erreichen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die beiden Positionssensoren in definiertem Abstand von den stangenseitigen Enden der beiden Antriebszylinder angeordnet sind, und daß zusätzlich ein Korrektursensor in definiertem Abstand vom bodenseitigen Ende eines der Antriebszylinder angeordnet ist, der anstelle des stangenseitigen Positionssensors des anderen Antriebszylinders zeitweilig zur Auslösung eines Umsteuervorgangs aktivierbar ist. Der Korrektursensor hat dabei die Aufgabe, eine automatische Hubkorrektur durchzuführen, wenn der Antriebskolben in dem betreffenden Antriebszylinder die Position des Korrektursensors nicht mehr überfährt, wenn es also aufgrund der internen Leckölverhältnisse zu einer Hubverkürzung kommt.
Vorteilhafterweise wird der Korrektursensor in definierten Zeitabständen jeweils für einen Umsteuervorgang aktiviert. Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht eine bedarfsmäßige Umsteuerung vor. Diese kann da- durch erfolgen, daß der Korrektursensor bei fehlendem Kolbensignal des Korrektursensors und vorhandenem Kolbensignal des am gegenüberliegenden Antriebszylinder angeordneten Positionssensors aktivierbar ist. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß die Steuerungsanordnung eine Verzögerungsschaltung oder eine Verzögerungssoftware mit einer mindestens der doppelten Hubzeit der Antriebskolben entsprechenden Zeitkonstanten zur Aktivierung des Korrektursensors enthält, die bei fehlendem Kolbensignal des Korrektursensors und vorhandenem Kolbensignal des am gegenüberliegenden Antriebszylinder angeordneten Positionssensors auslösbar und bei auftretendem Kolbensignal des Korrektursensors zurücksetzbar ist. Bei vielen Anwendungsfällen reicht es jedoch auch aus, wenn der Korrektur- sensor in definierten Zeitabständen jeweils für einen Umsteuervorgang aktivierbar ist.
Zur Erhöhung der Betriebszuverlässigkeit hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn jeweils zwei redundante stangenseitige Positionssensoren vorgesehen sind.
Die Positionssensoren und der Korrektursensor können als beim Vorbeilaufen des Kolbens in Richtung Endlage ansprechende Näherungsschalter oder Magnetschalter ausgebildet sein, die unmittelbar im Umsteuerkreis angeordnet werden können. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, die Positionssensoren und den Korrektursensor als Signalgeber auszubilden, die beim Vorbeilaufen des Kolbens in Richtung Endlage ein Endlagensignal abgeben.
Die Hydraulikpumpe ist vorteilhafterweise als Reversierpumpe, insbesondere als Schrägscheiben-Axialkolbenpumpe ausgebildet. Den gleichen Zweck erfüllt auch eine unidirektional fördernde Hydraulikpumpe. In diesem Fall sind die Pumpenanschlüsse der Antriebszylinder über ein Wegeventil mit der Hydraulikpumpe verbunden.
Grundsätzlich können auch zwei oder mehr Hydraulikpumpen vorgesehen werden, die in Parallelschaltung an die Antriebszylinder anschließbar sind.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung in schemati- scher Weise dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine Zweizylinder-Dickstoffpumpe in teilweise geschnittener schaubildlicher Darstellung;
Fig. 2a und b ein Schema der Antriebshydraulik für die Dickstoff pumpe mit stangenseitig angeschlossener Reversierpumpe mit symbolischer Pfeildarstellung der Leckströme beim Niederdruck- und Hochdruckbetrieb;
Fig. 3a und b ein Schema der Antriebshydraulik mit bodenseitig ange- schlossener Reversierpumpe in Darstellungen entsprechend Fig.
2a und b;
Fig. 4 ein Schema der Antriebshydraulik für die Dickstoffpumpe mit bodenseitig angeschlossener, über ein Wegeventil umsteuerbarer unidirektionaler Hydraulikpumpe in geschlossenem Hydraulikkreis;
Fig. 5 eine Antriebshydraulik entsprechend Fig. 4 mit offenem Hydraulikkreis.
Die in Fig. 1 gezeigte Dickstoffpumpe besteht im wesentlichen aus zwei Förderzylindern 10, deren stirnseitige Öffnungen 12 in einen Materialaufgabebehälter 14 münden und abwechselnd während des Druckhubs (Pfeil 16) über eine Rohrweiche 18 mit einer Förderleitung 20 verbindbar und während des Saughubs (Pfeil 22) unter Ansaugen von Material zum Materialaufgabe- behälter 14 hin offen sind. Die Förderzylinder 10 werden über hydraulische Antriebszylinder 24\24" im Gegentakt angetrieben. Zu diesem Zweck sind die Förderkolben 26 über eine gemeinsame Kolbenstange 28 mit dem Antriebskolben 30',30" der Antriebszylinder 24',24" verbunden. Im Bereich zwischen den Förderzylindern 10 und den Antriebszylindern 24',24" befindet sich ein Wasserkasten 32, durch den die Kolbenstangen 28 hindurchgreifen.
Die Antriebszylinder 24',24" sind an stangenseitigen Anschlüssen 34', 34" (Fig. 2a, b) oder an bodenseitigen Anschlüssen 36',36" (Fig. 3a, b) über Druckleitungen 38',38" mit den Hydraulikanschlüssen 40',40" einer über ei- nen Motor 43 angetriebenen Hydraulikpumpe 42 angeschlossen und kommunizieren an ihren gegenüberliegenden Anschlüssen 36', 36" bzw. 34',34" über eine Schaukelölleitung 44 miteinander. Zum Zwecke der Hubkorrektur ist an den beiden Enden der Antriebszylinder 24',24" je eine den betreffenden Antriebskolben 30', 30" in dessen Endlagen überbrückende, ein Rückschlagventil 46 enthaltende Ausgleichsleitung 48 angeordnet.
Bei den in Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispielen ist jeweils eine als Reversierpumpe ausgebildete Hydraulikpumpe 42 vorgesehen. Die Bewegungsrichtung der Antriebskolben 30',30" und damit der Förderkolben 26 wird dadurch umgekehrt, daß die Schrägscheibe 50 der Reversierpumpe 42 ausgelöst durch ein Umsteuersignal durch die Nullage hindurchgeschwenkt und damit die Förderrichtung des Drucköls in den Leitungen 38', 38" umgekehrt wird. Die Fördermenge der Reversierpumpe 42 wird bei vorgegebener Antriebsdrehzahl durch den Schwenkwinkel der Schrägscheibe 50 bestimmt. Zur Auslösung des Umsteuervorgangs sind im Abstand von den stangensei- tigen Enden der Antriebszylinder 24,24' Positionssensoren 52',52" angeordnet, die auf den vorbeilaufenden Antriebskolben 30',30" ansprechen und ein Endlagensignal für die Umsteuerung der Reversierpumpe 42 abgeben. Die Schrägscheibe 50 der Reversierpumpe 42 ist zu diesem Zweck an eine Steuerungsanordnung 51 angeschlossen, in der die von den Positionssenso- ren 52',52" abgegebenen Endlagensignale ausgewertet werden. Die stan- genseitig angeordneten Positionssensoren 52',52" sorgen dafür, daß die Förderkolben 26 bei jedem Förderhub in unmittelbare Nähe der Öffnung 12 gelangen, so daß sich kein Betonpropf bilden kann. Zusätzlich befindet sich in der Nähe des bodenseitigen Endes des einen Antriebszylinders 24' ein Korrektursensor 54, der anstelle des stangenseitigen Positionssensors 52" des anderen Antriebszylinders 24" über die Steuerungsanordnung 51 zeitweilig zur Auslösung eines Umsteuervorgangs aktivierbar ist.
Da die Antriebskolben 30',30" nicht absolut dicht an der Innenfläche der An- triebszylinder 24',24" anliegen, kommt es beim Betrieb innerhalb der Antriebszylinder 24',24" zu Leckströmen nach Maßgabe der im stangenseitigen und bodenseitigen Zylinderraum herrschenden Druckdifferenzen. In den Fig. 2a, b und 3a, b sind jeweils für den Niederdruckbetrieb (Leerlauf- oder Reinigungsbetrieb) und den Hochdruckbetrieb (Dickstoffförderung) typische Druckwerte im stangenseitigen und bodenseitigen Zylinderraum angegeben, die zu einer Leckölströmung um die Antriebskolben 30',30" führen. Die aufgrund der Druckdifferenz auftretenden Leckströme sind durch die Länge der bogenförmigen Pfeile 56',56" symbolisch quantifiziert. In den Fig. 2a und 3a sind die typischen Druckverhältnisse beim Niederdruckbetrieb angegeben, während in den Fig. 2b und 3b typische Druckwerte beim Hochdruckbetrieb angegeben sind. Die Druckverhältnisse in den Antriebszylindern 24',24" errechnen sich aus dem Druck in den Druckleitungen 38',38" unter Berücksichtigung der Kolbenflächen auf der Bodenseite und der Stangenseite.
Bei den in Fig. 2a beispielhaft aufgezeigten Druckverhältnissen, wie sie beim stangenseitigen Antrieb im Niederdruckbereich auftreten, ergibt sich sowohl in der Saugrichtung (Antriebszylinder 24') als auch in der Druckrichtung (Antriebszylinder 24") eine Leckölströmung 56',56" in Richtung Schaukelölleitung 44. In beiden Antriebsylindern 24',24" kommt es daher zu einer Schaukelölaufspeisung. Da die Umsteuerung der Reversierpumpe 42 regel- mäßig über die stangenseitig angeordneten Positionssensoren 52', 52" erfolgt, baut sich trotz der Überströmung über die Ausgleichsleitungen 48 allmählich ein Schaukelölüberschuß auf, der schließlich dazu führt, daß die Antriebskolben 30',30" vor Erreichen des bodenseitigen Zylinderendes in ihrer Bewegung umgekehrt werden. Dieser Vorgang kann über den Korrek- tursensor 54 überwacht werden. Sobald der Antriebskolben 30' im Bewegungsablauf den Korrektursensor 54 nicht mehr erreicht, wird über die nicht dargestellte Steuerungsanordnung nach Ablauf einer Verzögerungszeit der Korrektursensor 54 für den Umsteuervorgang aktiviert und der Positionssensor 52" abgeschaltet. Dadurch wird in der stangenseitigen Endstellung des Antriebskolbens 30" Schaukelöl über die benachbarte Ausgleichsleitung 48 zur Niederdruckseite in die Druckleitung 38" gedrängt, bis der Antriebskolben 30' in seiner bodenseitigen Endlage ankommt. Auf diese Weise erreicht man mit einem einzigen Umschaltvorgang über den Korrektursensor 54 einen automatischen Hubausgleich.
Beim Hochdruckbetrieb gemäß Fig. 2b ergibt sich aus den dort beispielhaft angegebenen Druckverhältnissen beim Saugbetrieb (Antriebszylinder 24') eine Schaukelölaufspeisung in Richtung des Pfeils 56' und beim Druckbetrieb (Antriebszylinder 24") ein Schaukelölverlust in Richtung des Pfeils 56". Insgesamt überwiegt hierbei aufgrund der gegebenen Druckverhältnisse der Schaukelölverlust. Dies bedeutet, daß der saugende Kolben jeweils eine bodenseitige Endlage erreicht, bevor der drückende Kolben in seine stangenseitige Endstellung gelangt. Da die Kolbenumsteuerung über die stangenseitigen Positionssensoren 52',52" erfolgt, kommt es auf der Saugseite zu einer Ausgleichsströmung über die Ausgleichsleitung 48, die den drük- kenden Kolben in seine stangenseitige Endlage bis zum Positionssensor 52',52" verschiebt. Die Hubkorrektur erfolgt dabei ausschließlich über die Ausgleichsleitungen 48, so daß dem Korrektursensor 54 beim Hochdruckbetrieb allenfalls eine Überwachungsfunktion, aber keine Umsteuerfunktion zukommt.
Beim bodenseitigen Antrieb gemäß Fig. 3a und b ist die Schaukelölleitung 44 an die stangenseitigen Anschlüsse 34', 34" angeschlossen. Dementsprechend ergeben sich dort die folgenden Betriebsverhältnisse.
Beim Niederdruckbetrieb gemäß Fig. 3a strömt in beiden Zylindern 24',24" stangenseitiges Lecköl in den bodenseitigen Zylinderraum mit der Folge eines Schaukelölverlusts. Aufgrund der über die stangenseitigen Positionssensoren 52',52" bewirkten Umsteuerung ergibt sich daraus eine allmähliche Hubverkürzung. Die Hubverkürzung kann über den Korrektursensor 54 von außen überwacht werden. Sobald der Antriebskolben 30' den Korrektursensor beim Umsteuervorgang über dem Positionssensor 52" nicht mehr er- reicht, wird nach Ablauf einer Verzögerungszeit die Umsteuerung einmalig über den Korrektursensor 54 bei abgeschaltetem Positionssensor 52" ausgelöst. Dadurch wird der Hub des Antriebskolbens 30' vergrößert, während der Antriebskolben 30" sich bereits in seiner stangenseitigen Endlage befin- det. In diesem Zustand wird über den Antriebszylinder 24" Drucköl über die stangenseitige Ausgleichsleitung 48 zur Schaukelölseite gefördert, bis der Hubausgleich erreicht ist. Für jeden Hubausgleich ist nur ein Umsteuerzyklus über den Korrektursensor 54 erforderlich.
Beim Hochdruckbetrieb gemäß Fig. 3b kommt es bei jedem Hubvorgang zu einer Schaukelölaufspeisung auf der Stangenseite. Dies ergibt sich aus einer Bilanz der Leckströme, die symbolisch durch die Länge der Pfeile 56',56" in der Zeichnung angedeutet ist. Da die Umsteuerung der Reversierpumpe im Normalbetrieb über die stangenseitigen Positionssensoren 52', 52" ausgelöst wird, erreicht stets der über das Schaukelöl angetriebene Kolben seine bo- denseitige Endlage, bevor der unmittelbar angetriebene Kolben den zugehörigen stangenseitigen Positionssensor erreicht. Der Hubausgleich erfolgt hier also stets über die bodenseitigen Ausgleichsleitungen 48, so daß dem Korrektursensor 54 im Hochdruckbetrieb nur eine überwachende und keine um- steuernde Funktion zukommt.
Die Ausführungsbeispiele nach Fig. 4 und 5 unterscheiden sich von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3a und b dadurch, daß jeweils eine unidirek- tional fördernde Hydraulikpumpe 42 vorgesehen ist. Die Umsteuerung der Hydraulikanschlüsse zwischen den beiden Antriebszylindern erfolgt dort durch ein in den Druckleitungen 38',38" angeordnetes Wegeventil 58, das über die Positionssensoren 52', 52" und den Korrektursensor 54 und die Steuerungsanordnung 51 im Sinne der Fig. 3a und b ansteuerbar ist. Im Falle der Fig. 4 ist ein geschlossener Hydraulikkreis vorgesehen; der Öl- rücklauf führt wieder zur Hydraulikpumpe zurück. Im Falle der Fig. 5 ist ein offener Hydraulikkreis vorgesehen, bei welchem das Öl aus einem Hydrau- liktank 60 angesaugt wird und der Ölrücklauf in den Hydrauliktank 16 zurückgeführt ist. Die zu Fig. 3a und b äquivalenten Hydraulikanschlüsse 40',40" der Hydraulikpumpe finden sich bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 4 und 5 auf der den Antriebszylindern 24',24" zugewandten Austritts- seite der Wegeventile 58.
Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung bezieht sich auf eine Dickstoffpumpe insbesondere für die Förderung von Beton. Die Dickstoffpumpe weist zwei über stirnseitige Öffnungen 12 in einen Materialauf- gabebehälter 14 mündende Förderzylinder 10 sowie zwei hydraulische Antriebszylinder 24',24" auf, deren Kolben 26,30',30" paarweise über eine gemeinsame Kolbenstange 28 starr miteinander verbunden sind. Die Antriebszylinder 24',24" sind über stangenseitige oder bodenseitige Pumpenanschlüsse 34',34";36',36" mit einer hydraulischen Reversierpumpe 42 verbun- den. Außerdem kommunizieren sie an ihren den Pumpenanschlüssen gegenüberliegenden Enden über eine Schaukelölleitung 44 miteinander. Die Antriebszylinder und damit die Förderzylinder werden über die Reversierpumpe 42 im Gegentakt angetrieben. Zur Umsteuerung der Reversierpumpe 42 sind zwei in definiertem Abstand von einem der Enden der Antriebszylin- der angeordnete, auf einen vorbeilaufenden Antriebskolben 30',30" ansprechende Positionssensoren 52',52" vorgesehen. Um die Bildung von Betonpfropfen in den Förderzylindern 10 sowie ein Endlagenknallen der Antriebskolben 30',30" zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die beiden Positionssensoren 52',52" im Abstand von den stangenseitigen Enden der beiden Antriebszylinder 24',24" angeordnet sind, und daß zusätzlich ein Korrektursensor 54 in definiertem Abstand vom bodenseitigen Ende eines der Antriebszylinder 24' angeordnet ist, der anstelle des stangenseitigen Positionssensors 52" des anderen Antriebszylinders 24" zeitweilig zur Auslösung eines Umsteuervorgangs aktivierbar ist.

Claims

Patentansprüche
1. Dickstoffpumpe mit zwei über stirnseitige Öffnungen ( 2) in einen Materialaufgabebehälter (14) mündenden Förderzylindern (10), mit zwei hy- draulischen Antriebszylindern (24', 24"), die über stangenseitige oder bodenseitϊge Pumpenanschlüsse (34',34";36',36") mit einer alternierend umsteuerbaren Hydraulikpumpe (42) verbunden sind und an ihren den Pumpenanschlüssen gegenüberliegenden Enden über eine Schaukelölleitung (44) miteinander kommunizieren, wobei die Antriebskolben (30',30") der Antriebszylinder (24',24") und die Förderkolben (26) der
Förderzylinder (10) paarweise über gemeinsame Kolbenstangen (28) starr miteinander verbunden sind, mit an den Antriebszylindern (24',24") im Bereich ihrer Enden angeschlossenen, die zugehörigen Antriebskolben (30',30") in deren Endlagen überbrückenden, ein Rück- schlagventil (46) enthaltenden Ausgleichsleitungen (48) und mit zwei in definiertem Abstand von einem der Enden der Antriebszylinder angeordneten, an eine Steuerungsanordnung (51) angeschlossenen, auf den vorbeilaufenden Antriebskolben (30',30") ansprechenden und ein Endlagensignal für die Umsteuerung der Hydraulikpumpe (42) abge- benden Positionssensoren (52',52"), dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Positionssensoren (52',52") im Abstand von den stangenseitigen Enden der beiden Antriebszylinder (24',24") angeordnet sind, und daß zusätzlich ein Korrektursensor (54) in definiertem Abstand vom bodenseitigen Ende eines der Antriebszylinder (24') angeordnet ist, der anstelle des Positionssensors (52") des anderen Antriebszylinders (24") zeitweilig zur Auslösung eines Umsteuervorgangs aktivierbar ist.
2. Dickstoffpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Korrektursensor (54) vorzugsweise in definierten Zeitabständen jeweils für einen Umsteuervorgang aktivierbar ist.
3. Dickstoffpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungsanordnung (51) eine Verzögerungsschaltung oder einem Prozessor mit einer Verzögerungssoftware zur Aktivierung des Korrektursensors (54) enthält.
4. Dickstoffpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsschaltung oder die Verzögerungssoftware eine Zeitkonstante aufweist, die mindestens der doppelten Hubzeit der Antriebskol- ben entspricht.
5. Dickstoffpumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsschaltung bei fehlendem Endlagensignal des Korrektursensors (54) und vorhandenem Endlagensignal des am ge- genüberliegenden Antriebszylinder (24") angeordneten Positionssensors (52") auslösbar und bei auftretendem Endlagensignal des Korrektursensors zurücksetzbar ist.
6. Dickstoffpumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Verzögerungsschaltung als retriggerbares Zeitrelais ausgebildet ist.
7. Dickstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei redundante stangenseitige Positionssenso- ren (52',52") vorgesehen sind.
8. Dickstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionssensoren (52',52") und der Korrektursensor (54) als beim Vorbeilaufen des jeweiligen Antriebskolbens (30',30") in Richtung Endlage ansprechende Näherungsschalter oder Magnetschalter ausgebildet sind.
9. Dickstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionssensoren (52',52") und der Korrektursensor (54) als beim Vorbeilaufen des jeweiligen Antriebskolbens (30', 30") in Richtung Endlage ein Endlagensignal abgebender Signalgeber ausgebildet ist.
10. Dickstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikpumpe als Reversierpumpe (42), insbeson- dere als Schrägscheiben-Axialkolbenpumpe ausgebildet ist.
11. Dickstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikpumpe (42) unidirektional fördert und daß die Pumpenanschlüsse (36',36") der Antriebszylinder (24',24") über ein Wegeventil (58) mit der Hydraulikpumpe (42) verbunden sind.
12. Dickstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei parallelgeschaltete Hydraulikpumpen (42) vorgesehen sind.
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