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Die Erfindung betrifft eine hydraulisch angetriebene Kolbenpumpe für
dickflüssige, breiige Massen, insbesondere für Beton od. dgl., die zwei Pumpeneinheiten
mit je einem gemeinsamen Zuführungs-und Abführungskanal sowie ein Umsteuerorgan
aufweist, welches die Saug- bzw. Druckräume der Pumpeneinheiten abwechselnd nacheinander
mit den Kanälen verbindet.
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Betonpumpen dieser Art sind bekannt; sie haben entweder zwei voneinander
unabhängige oder auch ein gemeinsames, beiden Pumpeneinheiten sowie dem Zu- und
Abführungskanal zugeordnetes Umsteuerorgan. Die bekannten Pumpen verwenden als Umsteuerorgane
Drehschieber, die nicht nur teuer in der Herstellung und im Ersatz, sondern auch
wegen der großen Dichtflächen besonders verschleißanfällig sind. Bekannt ist außerdem
ein Umsteuerorgan, das aus einem einseitig über ein Kugelgelenk mit dem Abführungskanal
verbundenen Rohr besteht, das zwischen den Zylindern der beiden Pumpeneinheiten
verschwenkt wird. Das im Bereich der Zylinder liegende Ende des Rohres muß über
eine großflächige, ballige Dichtfläche abgedichtet werden.
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Wegen der Art ihrer Umsteuerorgane, deren Aufbau und deren Anordnung
zwischen den Saug- bzw. Druckräumen sowie den Materialzuführungs- und -abführungskanälen
haben die bekannten Pumpen den Nachteil eines hohen Verschleißes, sie neigen verhältnismäßig
leicht zum Zusetzen durch Abbinden des Materials bzw. durch das Absetzen von Materialbestandteilen,
wodurch sich die Förderleistung verringert; die Pumpen sind außerdem verhältnismäßig
schwer zu reinigen und zu bedienen, und sie erfordern verhältnismäßig hohe Aufwendungen
für die Reparatur und den Ersatz der Umsteuerorgane.
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Die beschriebenen Nachteile sind bisher in Kauf genommen worden, weil
die Verwendung von zwei im Gegentakt auf einen gemeinsamen Abführungskanal arbeitenden
Kolbenpumpen den Vorteil einer gegenüber einfach wirkenden Pumpen verdoppelten Förderleistung
sowie ein geringeres Vibrieren des an den Abführungskanal angeschlossenen Förderrohres
hat.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die im Prinzip vorteilhafte
Grundkonstruktion einer doppeltwirkenden Pumpe für breiige Massen od. dgl. gegenüber
dem Stand der Technik zu verbessern und eine einfach zu bedienende und zu reinigende
Kolbenpumpe zu schaffen, die einen geringen Verschleiß bei guter Dauerförderleistung
hat.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine dauernd sowohl
mit dem Zuführungskanal und dem Abführungskanal als auch mit beiden Saug-bzw. Druckräumen
der Pumpeneinheiten verbundene Materialkammer, in der das Umsteuerorgan - in bekannter
Weise während Förder- und Saugpausen der Pumpeneinheiten gesteuert - zwischen zwei
Stellungen umschaltbar angeordnet ist und die Materialkammer in zwei voneinander
getrennte Bereiche unterteilt, von denen jeweils einer zwischen dem Zuführungskanal
und dem Saugraum der einen Pumpeneinheit liegt und den Ansaugbereich bildet, und
der jeweils andere Bereich zwischen dem Abführungskanal und dem Druckraum der anderen
Pumpeneinheit liegt und den Ausstoßbereich bildet.
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Der Anschluß aller Zu- und Ableitungen an die Materialkammer und das
Aufteilen dieser Kammer mit dem erfindungsgemäßen Umsteuerorgan hat zunächst den
Vorteil, daß nur geringe Querschnittsveränderungen beim Zu- und Ableiten des Materials
auftreten und daß das Umsteuerorgan besonders einfach ausgebildet werden kann, wodurch
der Verschleiß an den Dichtstellen klein gehalten wird und wodurch nicht nur ein
Auswechseln verschlissener Teile einfach, sondern wegen der Unkompliziertheit der
Teile auch nicht teuer ist.
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In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Umsteuerorgan
von einer um eine Achse drehbaren, zweiflügligen Klappe gebildet und direkt von
einer doppeltwirkenden Kolben-Zylindereinheit angetrieben. Diese spezielle Ausbildung
des Umsteuerorgans als zweiflüglige Klappe bedeutet eine erhebliche Verringerung
der Herstellungs- und Austauschkosten des Umsteuerorgans, wodurch sich die Vorteilhaftigkeit
der erfindungsgemäßen Lösung erhöht. Die doppeltwirkende Kolben-Zylindereinheit
ist vorzugsweise so ausgebildet und angeordnet, daß ihre eine Kolbenseite über ein
erstes, von einem der Arbeitskolben der einen Pumpeneinheit schleppgesteuertes Vorsteuerventil
und ihre zweite Kolbenseite über ein zweites, von dem Arbeitskolben der anderen
Pumpeneinheit schleppgesteuertes Vorsteuerventil mit Drucköl od. dgl. beaufschlagbar
ist. Die dadurch ermöglichte automatische Umsteuerung des Umsteuerorgans mit Hilfe
der schleppgesteuerten Vorsteuerventile stellt auf einfache Weise völlig sicher,
daß der Vorteil der doppeltwirkenden Förderpumpe, nämlich der nahezu stoßfreie Betrieb
gewährleistet ist.
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Zwischen die Vorsteuerventile und die das Umsteuerorgan antreibende
Kolben-Zylindereinheit ist in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein
vorzugsweise manuell betätigbares Umsteuerventil geschaltet. Hierdurch wird ohne
großen Mehraufwand eine Umkehr der Förderrichtung der Pumpe ermöglicht. Auf diese
Weise ist es besonders einfach, am Ende des Pumpvorganges noch im Abführungskanal
bzw. Förderrohr befindliches Material zurückzusaugen, so daß Wartung und Reinigung
der Pumpe erleichtert werden.
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Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Pumpe mit einer Kühlvorrichtung
versehen, die vorteilhafterweise so ausgebildet sein kann, daß die Arbeitskolben
eine gegenüber ihrem Durchmesser erheblich größere Länge haben, im Durchmesser kleiner
ausgebildet sind als der Innendurchmesser der Zylinder und an ihren Stirnseiten
mit dem Durchmesser der Zylinder entsprechenden Kolbenköpfen versehen sind; daß
der Zylinderraum zwischen den Kolbenköpfen mit einer Ringdichtung in zwei Bereiche
aufgeteilt ist; und daß die an den jeweiligen Saug- bzw. Druckräumen der Zylinder
liegenden Bereiche über eine Kühlmittelleitung untereinander und mit einem Kühlmittelvorrat
verbunden sind.
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Diese Weiterbildung der Erfindung, d. h. die Kühlung der mit der zu
fördernden Masse in Berührung kommenden Teile der Pumpe bzw. der Pumpeneinheiten
führt zu einem Rückgang der sich festsetzenden Materialmengen, weil die sonst übliche
Temperaturerhöhung gerade im Bereich der Arbeitszylinder auf ein Minimum beschränkt
wird; die Verringerung der Flüssigkeitsverdunstung und die Verringerung der Abbindegeschwindigkeit
sind die Folgen diesr Weiterbildung, so daß letztlich auch hierdurch der Abrieb
verringert und wegen der weniger
häufig erforderlichen Reinigung
der Pumpe die Förderleistung vergrößert wird.
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Die Erfindung ist nachstehend an Hand des in den Zeichnungen gezeigten
bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine teilgeschnittene
Draufsicht auf die Materialkammer mit darin befindlichem Umsteuerorgan, F i g. 2
in perspektivischer Darstellung eine gemäß der Erfindung ausgebildete, auf einem
Fahrzeug montierte Pumpe, F i g. 3 bis 6 verschiedene schematische Darstellungen
der Pumpe in mehreren aufeinanderfolgenden Betriebsphasen.
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Die in den Zeichnungen gezeigte, zum Fördern von Baustoffen, wie z.
B. Gips, Mörtel oder Beton, geeignete Pumpe ist in ihrer Gesamtheit mit
10 bezeichnet. Die Pumpe kann gemäß F i g. 2 auf einem Kraftfahrzeug befestigt
werden, dessen Motor die Pumpe antreibt. Zum Regeln des Betriebes der Pumpe
10 dienen verschiedene, in einem Steuerpult 13 untergebrachte Bedienungselemente.
Die Pumpe kann selbstverständlich auch einen eigenen Antrieb besitzen und getrennt
von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden.
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Die Pumpe 10 weist zwei Pumpeneinheiten 14, 15
auf, die
nebeneinander und beiderseits eines Trichters 16 angeordnet sind. Der Trichter 16
dient zur Aufnahme und Zwischenspeicherung des zu pumpenden Materials. Die freien
Enden der Pumpeneinheiten 14, 15 münden in einen Ventilansatz 18,
der
eine für beide Pumpeneinheiten gemeinsame Materialkammer 21 a umschließt,
die außerdem über einen Zuführungskanal 16 a mit dem Trichter 16 und über einen
Abführungskanal19 mit einer Förderleitung 105 verbunden ist. Anordnung und Ausbildung
der Kanäle und der Materialkammer sind so gewählt, daß das zu fördernde Material
weder beim Ansaugen noch beim Ausstoßen eingeschnürte Stellen passieren muß. Innerhalb
der Materialkammer 21 a sitzt ein Umsteuerorgan 21, das die Form einer zweiflügligen
Klappe haben und zwei Stellungen einnehmen kann, wodurch die Materialkammer
21 a in zwei Abschnitte unterteilt wird; dadurch ist es möglich, daß der
Beton praktisch gleichzeitig in jeden Abschnitt alternativ eingefüllt bzw. aus ihm
ausgestoßen wird. Dies wird dadurch erreicht, daß eine der Pumpeneinheiten in der
einen Stellung des Umsteuerorgans 21 gegenüber dem Zuführungskanal
16 a und damit gegenüber dem Trichter 16 abgeschlossen und mit dem
Abführungskanal19 verbunden ist, so daß diese Pumpeneinheit das Fördergut ausstoßen
kann. Zur gleichen Zeit ist die andere Pumpeneinheit gegenüber dem Abführungskanal
abgeschlossen und steht über den Zuführungskanal 16a mit dem Trichter 16 in Verbindung,
wodurch diese Pumpeneinheit neues Fördergut durch die Materialkammer 21 a
ansaugen kann.
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Zum Umschalten des Umsteuerorgans 21 zwischen seinen beiden Stellungen
dient ein als Kolben-Zylindereinheit 22 dargestellter Antrieb, der in Abhängigkeit
von der Betriebsphase der Pumpeneinheiten von einer gemeinsamen Steuerung derart
betätigt wird, daß die jeweils ansaugende Pumpeneinheit mit dem Trichter
16 und die jeweils ausstoßende Pumpeneinheit mit dem Abführungskanal
19 verbunden ist. Zur Verringerung der Vibration der Förderleitung
105 findet die Umsteuerung des Umsteuerorgans 21 durch die Kolben-Zylindereinheit
22 immer in dem Intervall statt, in dem beide Pumpeneinheiten 14, 15
ihr Hubende erreicht haben.
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Die Ausbildung des Umsteuerorgans 21 und seine Anordnung in
der gemeinsamen Materialkammer 21 a sowie die nachstehend geschilderte Art
der Umsteuerung ermöglichen, daß auch außergewöhnlich große Steinstücke, die sich
innerhalb des Fördergutes befinden, oder andere Fremdkörper vom Umsteuerorgan 21
abgeschert oder durchgetrennt werden können; sofern der Fremdkörper zu hart ist,
um zerkleinert zu werden, ermöglicht die Steuerung des Umsteuerorgans
21, daß dessen Bewegung unterbrochen wird, ohne daß die Pumpe 10 oder
die an ihr angeschlossenen Teile und Leitungen irgendwelchen Schaden erleiden.
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Das Umsteuerorgan 21 besteht gemäß den F i g. 1 und 2 aus einer
zweiflügligen Klappe, die um eine vertikal stehende Welle 21 b zwischen den
beiden erwähnten Stellungen verschwenkt werden kann; das Umsteuerorgan bzw. die
Klappe 21 steht in den F i g. 1 und 6 so, daß die Pumpeneinheit
14 Material ansaugen und die Pumpeneinheit 15 Material über den Abführungskanal
19 in die Förderleitung 105
ausstoßen kann, während die Verhältnisse
der Klappenstellung gemäß den F i g. 2 bis 5 so dargestellt sind, daß die Pumpeneinheit
14 Material ausstoßen und die Pumpeneinheit 15 Material ansaugen können.
Bei der Klappe 21 handelt es sich gemäß der Darstellung in den F i g. 1 und
2 um ein aus vollem Material bestehendes Element eines Werkstoffes, der einen hohen
Abriebwiderstand gegen die zu fördernden Massen hat, darüber hinaus ist die Klappe
ausreichend stark ausgebildet, so daß ein sich zwischen der Klappe 21 und
der Materialkammer 21 a absetzender Stein bzw. ein Fremdkörper bei geringerer
Festigkeit abgeschert werden kann und bei höherer Festigkeit dennoch keine Verbiegung
od. dgl. der Klappe bewirken kann. Im letzteren Fall wird die Bewegung der Klappe
21 in der noch zu beschreibenden Weise von der Steuerung unterbrochen. Zur Erzeugung
der erwähnten Steinschneidwirkung ist die im Bereich des Zuführungskanals
16a liegende Stirnfläche der Klappe 21 mit einem Radius versehen,
dessen Mittellinie mit der Achse der Welle 21 b zusammenfällt, so daß zwischen Zuführungskanal
16 und Klappe 21 kein Keil vorhanden ist; entsprechend ist auch die
andere Stirnkante der Klappe 21 im Bereich des Abführungskanals 19 ausgebildet.
Zu- und Abführungskanäle 16 a, 19 haben eine solche Form und einen
Querschnitt, daß aus einer Anzahl größerer Steine und Fremdkörper nur jeweils ein
einzelner Körper zwischen die Stirnfläche der Klappe 21 und die zugehörige
Kanalöffnung gelangen kann. Eine Betrachtung des Zuführungskanals 16a zeigt, daß
seine Öffnung von einem Quadrat ausgehend ausgebildet ist, dessen obere und untere
Ecken gemäß F i g. 2 abgeschnitten und dessen andere Ecken abgerundet sind. Ein
sich zwischen die Klappe 21 und den Ausgang des Zuführungskanals 16a festsetzender
Stein wird daher entlang der Kante zur Oberseite der Öffnung gedrückt und dort von
der sich weiter bewegenden Klappe abgeschnitten; sollte der Stein zu hart sein,
bewirkt der sich vergrößernde Hydraulikdruck ein Abstoppen der Weiterbewegung.
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Der Ventilansatz 18 ist als Baugruppe ausgebildet, die bei
einer Beschädigung oder bei größerem Verschleiß
der Klappe 21 als
Ganzes nach Lösen von vier Schrauben 102 abgenommen und ersetzt werden kann.
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Für die Reinigung der Pumpe 10 ist weiterhin von Bedeutung, daß zwischen
den Zylinderenden der Pumpeneinheiten 14 und 15 sowie der Materialkammer
21 a jeweils ein Kniestück 103, 104 abnehmbar angeordnet ist (F i
g. 1 und 2). Zum Festlegen der Kniestücke 103, 104 dienen Spannschlösser 98, 99,
die jeweils einseitig am Rahmen der Pumpe 10 befestigt sind und sich durch Verdrehen
eines Handgriffes 98a gegen das jeweilige Kniestück pressen lassen, so daß dieses
wiederum gegen die Stirnseite der zugeordneten Pumpeneinheit einerseits sowie eine
Seitenwand des Ventilansatzes 18 gepreßt wird. Ein Lösen des Handgriffes 98a gestattet
ein Abnehmen oder auch ein Herunterfallen der Kniestücke 103, 104, so daß die Pumpeneinheiten
14, 15 sowie die Materialkammer 21 a bequem zugänglich und zu reinigen sind.
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Die Pumpe 10 weist die beiden identischen Pumpeneinheiten
14, 15 auf, von denen im folgenden nur eine näher erläutert ist. In der Darstellung
gemäß F i g. 3 befindet sich der Kolben 14 a der Pumpeneinheit 14 in seiner
ganz eingefahrenen Stellung, d. h. vor Beginn seines Förderhubes, bei dem das im
Zylinder der Pumpeneinheit 14 befindliche Material durch die Materialkammer 21 a
in den Abführungskanal 19 gedrückt wird. Die Pumpeneinheit 14 hat
einen hohlen Arbeitskolben 14 a, der einen Kolbenkopf 14 b trägt, welcher verschiebbar
in einem Zylinderabschnitt 14c geführt ist. Der gesamte Zylinder der Pumpeneinheit
14 besteht aus dem bereits erwähnten Zylinderabschnitt 14c sowie den koaxial
zu diesem in Richtung auf das andere Ende des Arbeitskolbens angesetzten Zylinderabschnitten
14g
und 14 d. Im hinteren Zylinderabschnitt 14 d ist das andere Ende des Arbeitskolbens
14 b über einen hinteren Kolbenkopf 14 e verschiebbar geführt. Der Innendurchmesser
des vorderen Zylinderabschnittes 14 c ist größer als derjenige des hinteren Zylinderabschnittes
14 d, und der mittlere Zylinderabschnitt 14 g besitzt zwei Ausgänge mit unterschiedlichem
Durchmesser, die den Durchmessern der anderen Zylinderabschnitte entsprechen.
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Die beiden Pumpeneinheiten 14, 15 sind im Bereich ihrer Zylinderabschnitte
14 c, 15 c mit einer Einrichtung zum Kühlen der Arbeitskolben 14a,
15 a ausgerüstet. Zum Kühlen dient vorzugsweise Wasser, das
über eine Leitung 83 in eine Leitung 82
gelangt, deren beide Enden
in den Raum zwischen den Zylinderabschnitten 14c, 15c und den zugehörigen Arbeitskolben
14a, 15a geführt sind. Das die Arbeitskolben 14 a, 15 a umgebende Kühlmittel,
vorzugsweise also das Wasser, hat neben dem Kühleffekt die weitere vorteilhafte
Eigenschaft, als Schmiermittel für die Rückseiten der Arbeitskolben zu dienen und
trägt dadurch zu einer Verlängerung der Lebensdauer der Kolben bei. Die oszillierende
Bewegung der Kolben zwischen den äußeren Zylinderabschnitten 14 c,
15 c und dem dort befindlichen Kühlmittel sowie den hinteren Zylinderabschnitten
14d, 15d und dem dort befindlichen Hydrauliköl od. dgl. führt außerdem zu einem
erwünschten Wärmeaustausch zwischen den beiden Medien.
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Die Verwendung von Wasser als Kühlmittel hat außerdem folgenden Vorteil:
Die von den Zylindern bzw. den Arbeitskolben an das angesaugte Fördermittel abgegebene
Wärme würde insbesondere in Verbindung mit zusätzlich zugeführter Luft zu einem
besonders schnellen Festsetzen bzw. Abbinden des Fördermaterials, beispielsweise
also des Betons, führen, wodurch der Betrieb der Pumpe 10 nach einer gewissen Zeit
unterbrochen werden müßte. Die Kühlung verringert nun die entstehende Wärme, und
die Verwendung von Wasser hinter dem vorderen Kolbenkopf 14b bzw. 15b verhindert
nun, daß Luft angesaugt und insbesondere während des Saughubes an das Fördermittel
abgegeben wird. Die Möglichkeit des unerwünschten Abbindens des Betons od. dgl.
wird also auf ein Minimum begrenzt. Während des Pumpens gelangt das im einen Zylinderabschnitt
befindliche Wasser in den anderen Zylinderabschnitt sowie in die Leitung
83, so daß kein übermäßiger Druck entstehen kann; bei Umkehrung der Bewegungsrichtung
der beiden Arbeitskolben wird das Kühlmittel wiederum in den anderen Zylinderabschnitt
sowie zum Teil in die Leitung 83 überführt und kann außerdem durch nachgekühltes
oder neues Kühlmittel ersetzt werden.
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Von besonderer Bedeutung für den zerstörungsfreien Betrieb der Pumpe
ist weiterhin die Verwendung zweier Vorsteuerventile 77, 78, die ein integraler
Bestandteil der beiden Pumpeneinheiten 14,15 sind. Hierdurch Iäßt sich die gesamte
hydraulische Steuerung vereinfachen. Das eine Vorsteuerventi177 sitzt gemäß F i
g. 3 am hinteren Ende des hinteren Zylinderabschnittes 14d und ist als ein zwischen
zwei Stellungen verschiebbares Umschaltventil ausgebildet. Die Vorsteuerventile
77, 78 sind identisch aufgebaut und besitzen jeweils drei Öffnungen 76, 79; 85,
92 und 87, 91. Die Öffnungen 76, 79 der beiden Vorsteuerventile sind an eine Leitung
75 angeschlossen, die zu einem nicht dargestellten Druckspeicher führt. Die jeweils
zweite Öffnung 85, 92 der Vorsteuerventile 77, 78 ist an eine Leitung 86 angeschlossen,
die zu einem nicht dargestellten Ölsumpf führt. Von der dritten Öffnung 87 des Ventils
77 führt eine Leitung 66 an den einen Eingang und von der dritten Öffnung 91 des
zweiten Ventils 78 eine Leitung 71 zu einem weiteren Eingang eines Umsteuerventils
67.
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In der in F i g. 3 gezeigten Stellung des einen Vorsteuerventils
77 sind dessen Öffnungen 85 und 87
intern miteinander verbunden,
während die Öffnung 76 verschlossen ist. In der gezeigten Stellung des Vorsteuerventils
78 sind dessen Öffnungen 79 und 91 miteinander verbunden, während
die Öffnung 92 verschlossen ist. Auf diese Weise steht die Leitung 71 unter dem
Druck in der Leitung 75, während die Leitung 66 über die zum Ölsumpf führende Leitung
86 entlastet ist.
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Zum Betätigen der Vorsteuerventile 77, 78 dient jeweils eine Schleppsteuerung,
die im Falle der Pumpeneinheit 14 aus einer vom hinteren Kolbenkopf 14 b betätigten
Schaltstange 89 und im Falle der Pumpeneinheit 15 aus einer von deren hinterem Kolbenkopf
15 b betätigten Schaltstange 93 besteht. Beide Schaltstangen durchsetzen ihre zugeordneten
Kolbenköpfe verschiebbar. Die Schaltstange 89 hat einen Anschlag 89 a an ihrem vorderen
Ende sowie einen Anschlag 89 b an ihrem hinteren Ende. Bei der Bewegung des Arbeitskolbens
14a wird der hintere Kolbenkopf 14b - zunächst ohne das VorsteuerventiI 76 zu betätigen
- so weit über die Schaltstange 89 verschoben, bis er sich gegen einen der Anschläge
89 a,
89 b legt und die Schaltstange dann mitnimmt, wodurch das Vorsteuerventil
76 in seine andere Stellung umgeschaltet wird. Der Umschaltvorgang findet durch
die Art der Steuerung immer kurz vor Hubende statt, wie es ein Vergleich der F i
g. 3 bis 6 zeigt.
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Der im hinteren Zylinderabschnitt 14 d geführte hintere Kolbenkopf
14e ist gegenüber seiner Zylinderwand abgedichtet, so daß zwischen der Ober-
und Unterseite des Kolbenkopfes kein Austausch von Hydraulikflüssigkeit od. dgl.
stattfinden kann. Im mittleren Zylinderabschnitt 14g sitzt eine Ringdichtung
14h, die am Arbeitskolben 14a anliegt und den mittleren Zylinderabschnitt
in zwei Teile teilt. Auf diese Weise wird zwischen der Ringdichtung 14h und
dem hinteren Kolbenkopf 14 e eine Kammer 14 f gebildet, die im Bereich
des mittleren Zylinderabschnittes 14g eine üffnung 14 i aufweist. In entsprechender
Weise besitzt die Pumpeneinheit 15 eine Kammer 15 f mit einer Öffnung
15 i. Zwischen den beiden Öffnungen 14 i, 15 i
und damit zwischen den Kammern 14 f, 15 f
verläuft eine Leitung
94, die ihrerseits an eine Leitung 54 angeschlossen ist. Die Leitung
54 führt über ein nicht gezeigtes Überdruckventil zu dem ebenfalls nicht
gezeigten Ölsumpf. Durch die beschriebene Verbindung der beiden Kammern wird das
während der Kolbenbewegung aus einer Kammer verdrängte Strömungsmittel im wesentlichen
über die Leitung 94 in die andere Kammer überführt; sollte dennoch ein Überdruck
entstehen, öffnet das erwähnte Ventil und stellt den Solldruck wieder ein. Außerdem
besteht die Möglichkeit, daß die Leitung 54 an die Hydraulikversorgung angeschlossen
ist, so daß in ihr laufend ein bestimmter Druck aufrechterhalten wird. Die Füllung
der Kammern 14f, 15f hat den Zweck, den jeweils auf dem Förderhub
befindlichen Kolben dazu zu benutzen, den jeweils anderen Arbeitskolben während
dessen Saughubes anzutreiben; es muß daher nur dafür gesorgt werden, daß der Vordruck
in der Leitung 54 ausreichend hoch ist.
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Das Umsteuerventi167 dient zum Umkehren der Wirkung des als Kolben-Zylindereinheit
22 dargestellten Antriebs für das Umsteuerorgan bzw. die Klappe 21, deren
Normalbetrieb von den Vorsteuerventilen 77, 78 kontrolliert wird. In der
Normalstellung des Umsteuerventils 67 gemäß den F i g. 3 bis 6 ist die vom Vorsteuerventil
77 kommende Leitung 66 direkt mit der vom Umsteuerventil zur einen Seite des Kolbens
22a der Kolben-Zylindereinheit 22 führenden Leitung 68 verbunden;
entsprechend ist die vom anderen Vorsteuerventil 78 kommende Leitung 71 in dieser
Stellung des Umsteuerventils 67 direkt mit der Leitung 72 verbunden, die vom Umsteuerventil
zur anderen Seite des Kolbens 22a führt. Je nach Stellung der Vorsteuerventile steht
daher die andere (F i g. 3 bis 6) oder die eine Seite des Kolbens 22 a unter Druck,
so daß der jeweils seinen Förderhub beginnende oder ausführende Arbeitskolben in
den Abführungskana119 fördern kann, während der andere Arbeitskolben mit dem Zuführungskanal
16a verbunden ist. Wird eine beispielsweise im Bereich des Steuerpultes 13 endende
Schaltstange 100 (F i g. 2) betätigt, schaltet sich das Umsteuerventil67 derart
um, daß die Leitung 71 mit der Leitung 68 und die Leitung 66 mit der Leitung 72
verbunden ist. Dadurch gelangt der Druck in die Leitung 71 oder
66
auf die bezüglich des Saugens und Fördems der Arbeitskolben 14 a,
15 a »falsche« Seite des Kolbens 22a der Kolben-Zylindereinheit
22, wodurch das Umsteuerorgan 21 entgegen seiner jeweiligen Normalstellung
umgeschaltet wird. Dies bedeutet, daß der fördernde Arbeitskolben das in seinem
vorderen Zylinderabschnitt 14c, 15c befindliche Material nicht mehr in den
Abführungskanal 19, sondern über den Zuführungskanal 16 a zurück in
den Trichter 16 fördert, während der andere, auf seinem Saughub befindliche
Kolben das in der Förderleitung 105 sowie im Abführungskanal 19 befindliche
Material zurücksaugt. Die Bedeutung dieser Betriebsumkehrung besteht darin, daß
man bei Arbeitsende das gesamte Netz der Förderleitung automatisch entleeren kann,
wodurch die Reinigung der gesamten Anlage und ihr Ab- und Aufbau ganz wesentlich
beschleunigt wird. Das Umsteuerventil bringt daher insbesondere bei den heute üblichen
langen Förderleitungen einen sehr bedeutenden Vorteil.
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Die Kolben-Zylindereinheit 22, die den Antrieb für das Umsteuerorgan
bzw. die Klappe 21 bildet, ist über ihren Zylinder 226 am Rahmen der Pumpe befestigt
und besitzt eine Kolbenstange 22 c, die an einen mit dem Umsteuerorgan verbundenen
Hebel 101 angelenkt ist. Die Kolbenstange 22c verläuft unterhalb der Materialkammer
21 a und endet in dem am freien Ende des Hebels 101 sitzenden Gelenk.
Der Hebel 101 ist fest mit dem unteren Ende der Welle 21 b verbunden,
die ihrerseits fest am Umsteuerorgan 21 sitzt und dieses in entsprechenden
Lagern des Ventilansatzes 18 zwischen seinen beiden Stellungen schwingbar
hält (F i g. 2). In der Darstellung gemäß F i g. 3 befindet sich der Kolben 22 a
in seiner ganz eingefahrenen Stellung, da der Zylinder 22 b über die Leitung
72, das Umsteuerventil 67, die Leitung 71 und das Vorsteuerventil
78 unter dem in der Leitung 75 herrschenden Druck steht. In der zugeordneten
Stellung des Umsteuerorgans 21 steht der Zylinderabschnitt 14 c mit dem Abführungskanal
19 und die Pumpeneinheit 15 mit dem Zuführungskanal 16 a in
Verbindung, so daß der Arbeitskolben 14 a
fördern und der Arbeitskolben
15 a ansaugen kann. Die andere Endstellung des Umsteuerorgans
21 ist in F i g. 6 gezeigt, in der sich der Kolben 22a der Kolben-Zylindereinheit
22 in seiner ganz ausgefahrenen Stellung befindet; in diesem Fall steht der
Zylinder 22 6 über die Leitung 68, das Umsteuerventil 67, die Leitung
66 und das Vorsteuerventil 77 wiederum unter dem Druck der Leitung 75, so daß in
diesem Fall der Arbeitskolben 14a Material über den Zuführungskanal 16a ansaugen
und der andere Arbeitskolben 15 a das in seinem Zylinderabschnitt
15 c befindliche Material in den Abführungskanal19 drücken kann.
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Ausgehend von der Stellung der einzelnen Bauelemente in F i g. 3 ist
nachfolgend in Verbindung mit den F i g. 3 bis 6 ein halber Arbeitszyklus der Pumpe
10 erläutert. Zur Inbetriebnahme der Pumpe (F i g. 3) wird Druck auf die
Leitung 75 gegeben, so daß der Kolben 22a über die bereits erwähnten Leitungen und
Ventile in seiner gezeigten Stellung festgehalten wird; die andere Seite des Kolbens
22 a ist über die ebenfalls bereits erwähnten Leitungen und Ventile entlastet. Gleichzeitig
wird die Leitung 54
unter Druck gesetzt, so daß sich die Kammern
14f, 15f füllen und unter entsprechendem Druck stehen; außerdem
wird die Leitung 58 über ein nicht gezeigtes Reversierventil unter Druck gesetzt,
so daß sich der Arbeitskolben 14a zu seinem Förderhub in Bewegung
setzen
kann.. Die. dadurch erfolgende laufende Verkleinerung der Kammer 14f führt ,dazu,
daß das in ihr befindliche Öl in die Kammer 151
strömt und den Kolben
15a zu seinem Saughub nach links (in F i g. 3) drückt. Diese Bewegung des
Arbeitskolbens 15 a ist möglich, da der hintere Zylinderabschnitt
15d .drucklos ist, weil die Leitung 59 - ebenfalls über das Reversierventil
- mit dem Ölsumpf in Verbindung steht.
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In der Darstellung gemäß F i g. 4 befinden sich alle Bauteile weiterhin
in ihrer Ausgangsstellung, ausgenommen sind die beiden Arbeitskolben 14a, 15a,
die
jeweils ihren halben Weg zurückgelegt haben. Insbesondere steht nach wie vor die
rechte Seite des Kolbens 22 a unter Druck, so daß das Umsteuerorgan 21 in seiner
Ausgangsstellung verbleibt; der auf beiden Seiten des Kolbens 22a herrschende Druck,
der über eine Leitung 70 von der Leitung 71 sowie über eine Leitung
65 von der Leitung 66 abgegriffen wird, bewirkt, daß das erwähnte Reversierventil
weiterhin in der Stellung verbleibt, in der die Leitung 58 unter Druck und die Leitung
59 drucklos ist. Der Arbeitskolben 14a bewegt sich also weiterhin auf seinem Förderhub
nach rechts, während sich der Kolben 15 a auf seinem Saughub nach links bewegt.
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Am Ende des Saughubs des Arbeitskolbens 15a legt sich sein hinterer
Kolbenkopf gegen den Anschlag 93 b und schaltet das Vorsteuerventil 78 derart um,
daß die Leitung 71 über die Öffnung 92 mit der Leitung 86 verbunden und dadurch
auch die rechte Seite des Kolbens 22 a drucklos wird. Zu diesem Zeitpunkt befindet
sich der Arbeitskolben 14 a noch auf seinem Förderhub und das zugehörige Vorsteuerventil
77 in seiner Stellung gemäß den F i g. 3 und 4, so daß der gesamte Zylinder 22 b
der Kolben-Zylindereinheit 22 drucklos ist. In dem Augenblick, in dem der Arbeitskolben
14 a gegen den Anschlag 89 a seiner Schaltstange 89 stößt, wird auch das Vorsteuerventil
77 umgeschaltet, und erst dann kommen beide Arbeitskolben zum Stillstand. Die Stellung
der einzelnen Teile zu diesem Zeitpunkt ist in F i g. 5 gezeigt. Durch die Umschaltung
beider Vorsteuerventile 77, 78 steht nunmehr die Leitung 66 unter dem Druck der
Leitung 75, während die bisher unter Druck stehende Leitung 71 an die Leitung 86
angeschlossen und drucklos ist. Demzufolge kann sich der Kolben 22a nach rechts
bewegen und das Umsteuerorgan 21 im Uhrzeigersinn in die in F i g. 6 gezeigte Stellung
verdrehen, wodurch die Pumpeneinheit 14
mit dem Zuführungskanal 16a und die
Pumpeneinheit 15 mit dem Abführungskanal 19 in Verbindung kommt. Während der Bewegung
des Kolbens 22a hat der in der Leitung 66 herrschende und über die Leitung 65 abgetastete
Druck noch keinen zur Umschaltung des Reversierventils ausreichenden Wert, so daß
zunächst noch die Leitung 58 unter Druck steht und die Leitung 59 entlastet ist.
Die Arbeitskolben 14 a, 15 a können sich also während der Schwenkbewegung
des Umsteuerorgans 21 noch nicht wieder in Bewegung setzen. Der über die Leitung
65 abgetastete Druck erreicht erst dann einen ausreichenden Wert, wenn sich das
Umsteuerorgan 21 im Normalfall in seiner Endstellung bzw. im Ausnahmefall in Anlage
an einem Stein oder anderem Festkörper befindet. Eine Zerstörung der Pumpe durch
Steine od. dgl. ist also nicht möglich, sie werden entweder durchgetrennt oder bewirken
ein Umschalten der Pumpe. Wesentlich ist, daß der Pumpvorgang erst dann wieder aufgenommen
wird, wenn sich - im Normalfall - das Umsteuerorgan in seiner in F i g. 6 gezeigten
Stellung befindet, in der der Druck in der Leitung 66 ausreicht, das Reversierventil
derart umzuschalten, daß die Leitung 59 unter Druck steht und die Leitung 58 entlastet
ist.
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Die Arbeitskolben 14a, 15a gelangen aus der in F i g. 6 gezeigten
Stellung in ihre Ausgangsstellung gemäß F i g. 3 dadurch, daß .der hintere Kolbenkopf
des Arbeitskolbens 15a sich unter der Wirkung des in der Leitung 59 herrschenden
Druckes nach rechts bewegt und dadurch selbst durch Verdrängung des in seiner Kammer
15 f befindlichen Öls in die Kammer 14f den Arbeitskolben 14a während dessen
Saughubes nach links drückt. Bei dieser Bewegung endet der Saughub des Arbeitskolbens
14a vor dem Förderhub des Arbeitskolbens 15a, und erst wenn auch dieser Arbeitskolben
seine Endstellung erreicht, schaltet er über die Schaltstange 93 sein Vorsteuerventil
78 um, so daß das Umsteuerorgan 21 in seiner Ausgangsstellung zurückgeschwenkt werden
kann.