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Beschreibung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Betonpumpe mit zwei
gegenläufig saugenden bzw. drückenden Pumpenzylindern, deren Förderkolben mittels
wahlweise kolben- oder. stangenseitig mit Druckmittel beaufschlagter Antriebskolben
bewegt wird, und wobei zur unmittelbaren Umschaltung von kolbenseitiger auf stangenseitige
Beaufschlagung der Antriebskolben und umgekehrt eine Umschalteinrichtung vorgesehen
ist, die derart ausgebildet ist, daß sie in einer ersten Arbeitsstellung (I) den
Druckmittelkreislauf für kolbenseitige Beaufschlagung und in einer zweiten Arbeitsstellung
(II) den Druckmittelkreislauf für stangenseitige Beaufschlagung der Antriebs zylinder
schließt, wobei gleichzeitig jeweils eine Ausgleichsleitung für das passive Druckmittel
geschlossen ist.
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Eine Betonpumpe dieser Art ist Gegenstand des Patents (Patentanmeldung
P 30 30 005).
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Die Schaltung (Einstellung) der Umschalteinrichtung erfolgt hierbei
jeweils in Abhängigkeit von den aktuellen Betriebsverhältnissen und zwar von Hand.
Dies bedeutet nun aber auch, daß der Umschaltzeitpunkt im Ermessen dessen liegt,
der die Betonpumpe bedient.
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Demzufolge ist leicht einzusehen, daß die Betonpumpe nicht immer den
aktuellen Betriebsverhältnissen entsprechend optimal angepaßt betrieben wird, Die
der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Betonpumpe
der gattungsgemäßen Art so zu verbessern,
daß sie bei allen Betriebsverhältnissen
ihrem optimalen Arbeitspunkt entsprechend arbeitet. Mit anderen Worten ausgedrückt
bedeutet dies, daß die Betonfördermenge in Abhängigkeit vom Betonförderdruck jeweils
ein optimales Verhältnis bilden.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß den Förderdruck des Druckmittels
überwachende Steuermittel vorgesehen sind, die in Abhängigkeit vom Förderdruck die
Umschalteinrichtung automatisch in die kolben- oder stangenseitige Arbeitsstellung
steuern.
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Die erfindungsgemäß vorgesehenen Steuermittel sind im wesentlichen
durch ein an die Druckmittelleitung angeschlossenes Druckbegrenzungsventil mit einem
nachgeschalteten Überdruckwächter realisiert, wobei das Druckbegrenzungsventil einem
vorgegebenen Förderdruck (Schaltdruck) entsprechend eingestellt ist und der Überdruckwächter
ausgangsseitig derart mit der Umschalteinrichtung verbunden ist, daß bei einem oberhalb
des Schaltdrucks liegenden Förderdruck die kolbenseitige und bei einem unterhalb
des Scllaltdrucks liegenden Förderdruck die stangenseitige Arbeitsstellung verifiziert
ist.
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Die Effizelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen
Darstellung näher erläutert: Fig. 1 zeigt eine Betonpumpe im Betriebszustand "kolbenseitige
Beaufschlagung"; Fig. 2 zeigt die Betonpumpe nach Fig. 1 im Betriebszustand "stangenseitige
Beaufschlagung" .
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In der Zeichnung sind die Antriebszylinder der Betonpumpe mit den
Bezugszeichen 1, 2 belegt. In dem Antriebszylinder sind längs verschiebbar Kolben
3,4 angeordnet, die über Kolbenstangen 5, 6 mit den Pumpenkolben 7, 8 in Verbindung
stehen. Die nicht dargestellte Kolbenpumpe weist in bekannter Weise einen ebenfalls
nicht dargestellten Verteilerschieber auf, der zum abwechselnden Öffnen und Schließen
der Ansaug- und Ausdrücköffnungen der Kolbenpumpe dient und von einem Verschiebezylinder
über dessen Kolben und Kolbenstange hin- und hergeschoben wird.
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Zur Druckmittelversorung der Antriebszylinder 1, 2 sowie des genannten
Verschiebezylinders dient eine Druckmittelpumpe 10, die das Druckmittel aus dem
Tank 11 ansaugt und in eine Druckleitung 12 drückt. Dem Tank 11 fließt das Druckmittel
über eine Rückflußleitung 13 zu. In die Rückflußleitung f3 ist ein Filter 14 eingeschaltet,
das im Druckmittel enthaltene Verunreinigungen zurückbehält.
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An die Druckmittelleitung 12 und die Rückflußleitung 13 ist ein sogenanntes
4/2-Umsteuerventil 15 angeschlossen, das die Umsteuerung des Druckmittelflusses
bzw. Druckmittelrückflusses vom einen auf den anderen Antriebszylinder 1 bzw. 2
steuert. Die Umsteuerung des Umsteuerventils 15 erfolgt durch an sich bekannte Steuerleitungen
und entsprechende Steuerbohrungen in den Kolbenstangen.
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Die Umsteuereinrichtung 16 wird zunächst anhand von Fig. 1 im Detail
beschrieben.
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Fig. 1 zeigt definitionsgemäß den Betriebs zustand "kolbenseitige
Beaufschlagung". Diesem Betriebszustand entspricht die erste
Arbeitsstellung
I der Umsteuereinrichtung 16, die gewissermaßen als 6/2-Wegeventil betrachtet werden
kann. Das Kriterium dieser ersten Arbeitsstellung I liegt darin, daß in Abhängigkeit
von der Arbeitsstellung des Umsteuerventils 15 der eine (obere) oder andere (untere)
Antriebskolben 3,4 unmittelbar mit Druckmittel beaufschlagt werden kann.
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Dies wird dadurch erreicht, daß die Druckleitung 12 wahlweise mit
kolbenseitigen Anschlüssen 17, 18 der Antriebszylinder 1, 2 verbunden wird. Im gezeichneten
Beispiel führt die Druckleitung 12 zu einem Eingang 19 eines direkten Durchgangs
durch die Umsteuereinrichtung 16 und vom korrespondierenden Ausgang 20 zum erwähnten
Anschluß 17 des oberen Antriebszylinders 1.
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Der kolbenseitige Anschluß 18 des unteren Antriebszylinders 2 steht
über einen (Eingangs-) Anschluß 21 und einen(Ausgangs-) Anschluß 22 der Umschalteinrichtung
16 mit der Rückflußleitung 13 in Verbindung. Ein dritter, durch Anschlüsse 23 und
24 definierter Durchgang durch die Umsteuereinrichtung 16 verbindet dabei die stangenseitigen
Anschlüsse 25, 26 der Antriebszylinder 1, 2 , damit das stangenseitig vorhandene,
passive Druckmittel ohne weiteres zwischen den Antriebszylindern 1, 2 hin- und herfließen
kann (Schaukelöl).
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Das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel ist so ausgelegt, daß der
obere Antriebszylinder 1 mit der Druckleitung 12 verbunden ist und damit mit Druckmittel
beaufschlagt wird. Durch Umschalten des Umsteuerventils 15 wird - nachdem der Pumpenkolben
7 ausgefahren ist - anschließend der kolbenseitige Anschluß 18 des unteren Antriebszylinders
2 mit der Druckleitung 12 verbunden. Gleichzeitig steht der obere Antriebszylinder
1 mit der Rückflußleitung 13 in Verbindung, wobei die Ausgleichsleitung zwischen
den stangenseitigen Anschlüssen 25, 26 der Antriebszylinder 1, 2 für das Schaukelöl
aufrechterhalten bleibt.
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In Fig. 2 ist die vorbeschriebene Betonpumpe im Betriebszustand "stangenseitige
Beaufschlagung" dargestellt. Dieser Betriebszustand wird einzig und allein durch
die Umsteuereinrichtung 16 in ihrer zweiten Arbeitsstellung II fixiert, wobei an
dieser Stelle darauf hingewiesen werden soll, daß diese zweite Arbeitsstellung nur
durch ein einfaches und zwar automatisches Umschalten eines Umschalthebels erreichbar
ist.
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Der in Fig. 2 dargestellten zweiten Arbeitsstellung II entsprechen
folgende Verbindungen zwischen den stangenseitigen und kolbenseitigen Anschlüssen
17>18,25,26 der Antriebszylinder 1, 2 . Einerseits müssen die kolbenseitigen
Anschlüsse 17,18 der Antriebszylinder 1,2 direkte Verbindung haben, um dem sogenannten
Schaukelöl den Ausgleichsweg freizuhalten.
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Diese Verbindung wird in der Umsteuereinrichtung 16 durch einen Umkehrgang
realisiert, der dadurch definiert ist, daß eine durchgehende Verbindung zwischen
zwei auf der gleichen Seite der Umsteuereinrichtung 16 gelegenen Anschlüssen 27,
28 vorhanden ist. Zwischen diesen beiden Anschlüssen 27, 28 kann nun das kolbenseitige
Schaukelöl hin- und herfließen.
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Die Verbindung für ;die stangenseitige Druckmittelbeaufschlagung ist
dadurch charakterisiert, daß erstens ein zweiter - dem bereits erwähnten Umkehrgang
gegenüberliegender - Umkehrgang mit Anschlüssen 29, 30 vorgesehen ist, deren einer
in Abhängigkeit von der aktuellen Schaltstellung des Umsteuerventils 15 mit der
Druckleitung 12 bzw. mit der Rückflußleitung 13 verbindbar und deren zweiter mit
dem kolbenseitigen Anschluß 18 des unteren Antriebszylinders 2 verbunden ist und
daß zweitens ein direkter Durchgang mit den Anschlüssen 31,32 vorgesehen ist, deren
einer mit dem stangenseitigen Anschluß 25 des ersten Antriebs zylinders 1 verbunden
und in Abhängigkeit von der Stellung des Umsteuerventils 15 mit der Druck-12 bzw.
Rückflußleitung 13 verbindbar ist.
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Die Darstellung in Fig. 2 zeigt die Schaltstellung des Umsteuerventils
15, bei der die Druckleitung 12 mit dem stangenseitigen Anschluß 26 des unteren
Antriebszylinders Verbindung hat. Wird das Umsteuerventil 15 umgeschaltet, so liegt
die Druckleitung 12 am stangenseitigen Anschluß 25 des oberen Antriebszylinders
1.
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Die anhand der Fig. 1 und 2 erläuterte Betonpumpe ist der vorliegenden
Weiterbildung entsprechend durch Steuermittel ergänzt, die in Abhängigkeit vom jeweiligen
Förderdruck die Umschalteinrichtung 16 automatisch in die kolben- oder stangenseitige
Arbeitsstellung umschalten, je nachdem welche Betonfördermenge mit dem aktuellen
Betonförderdruck optimal förderbar ist.
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Diese automatische Umschaltung zwischen kolben- und stangenseitiger
Arbeitsstellung ist wie foigt realisiert: Zwischen Druckmittelpumpe 10 und Umsteuerventil
15 ist im Verlauf der Druckmittelleitung 12 eine Abzweigung 100 vorgesehen, die
über ein Absperrventil 101 und eine einstellbare Drosselblendc 102 zum Eingangsanschluß
eines Druckbegrenzungsventils 103 führt. Dieses Druckbegrenzungsventil 103 bildet
den Kern der automatischen Umschaltung und zwar deshalb, weil mittels des Druckbegrenzungsventils
103 der extern über die Arbeitskennlinie der speziellen Betonpumpe vorgegebene Förderdruck
eingestellt wird, bei dem die Betonpumpe umschaltet.
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Diese Umschaltung wird dann initiiert, wenn die Betonpumpen-Antriebszylinder
1, 2 beispielsweise stangenseitig mit Druckmittel beaufschlagt werden und der Förderdruck
den am Druckbegrenzungsventil 103 eingestellten Grenzwert des Förderdrucks erreicht.
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Andererseits wird die Umschaltung auch dann initiiert, wenn die kolbenseitige
Betriebsweise vorliegt und der Förderdruck des Betons unter den vorgegebenen (eingestellten)
Förderdruck abfällt. Ein beispielhafter Wert für den vorwählbaren Förderdruck, bei
dem die automatische Umschaltung anspricht, ist etwa 130 bar. (Schaltdruck).
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Wird also die Betonpumpe stangenseitig (II) betrieben und steigt der
Förderdruck auf einen Wert > 130 bar an, so öffnet das Druckbegrenzungsventil
103.
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Die nachfolgende, vom Öffnen des Druckbegrenzungsventils 103 initiierte
U mschaltung der Umschalteinrichtung 16 selbst erfolgt mittels eines sogenannten
Überdruckwächters 104 , der dem Ausgang des Druckbegrenzungsventiles 103 nachgeschaltet
ist. Mit dem Öffnen des Druckbegrenzungsventils 103 wird somit die Abzweigung 100
und damit die Druckmittelleitung 12 am Überdruckwächter 104 wirksam. Dieser gibt
daraufhin ein Umschaltsignal S ab, das die Umsteuereinrichtung 16 von stangenseitiger
(II) auf kolbenseitige (I) Betriebsweise umschaltet.
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Die Betonpumpe bzw. ihre Arbeitszylinder 1, 2 werden nunmehr kolbenseitig
betrieben (Fig. 1).
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Fällt zu einem späteren Zeitpunkt der Förderdruck wieder ab und erreicht
er den vorgegebenen Grenzwert von z. B. 130 bar, - beispielæweise weil sich die
erforderliche Betonleitungslänge verkürzt hat oder ein plastischer Beton gefördert
wird - , so schließt das Druckbegrenzungsventil 103.
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Der anstehende Druck zwischen Druckbegrenzungsventil 103 und Überdruckwächter
104 muß nunmehr abgebaut werden um das Umschaltsignal S zu eliminieren. Hierzu ist
das Druckbegrenzungsventil 103 mittels einer Rückkopplungsschleife 105 (Bypass)
überbrückt - der Druck kann über diese Rückkopplungsschleife 105 , in die eine Drosselblende
106 und ein Rückschlagventil 107 eingefügt sind in die Druckmittelleitung 12 entweichen.
Damit spricht dann der Überdruckwächter 104 an, womit schließlich das Umschaltsignal
S abfällt.
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Die Umschalteinrichtung 16 kehrt in die der stangenseitigen Betriebsweise
entsprechende Arbeitsstellung zurück (Fig. 2).
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Der wesentliche Gedanke der vorliegenden Erfindung besteht alles in
allem darin, eine automatisch wirkende bzw. automatisch ansprechende Umsteuermimik
anzugeben, bei der ohne jedes Umklemmen oder Abschrauben von Hydraulikleitungen
und ohne notwendige Überwachungsarbeiten seitens der Bedienperson eine Möglichkeit
gegeben ist, mit der die Betonpumpe sich völlig problemlos und automatisch den aktuellen
Baustellenerfordernissen entsprechend von kolbenseitiger auf stangenseitige Druckmittelbeaufschlagung
und umgekehrt einstellt.
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Bei allem versteht es sich von selbst, daß die Umsteuereinrichtung
durch verschiedene Arten und Kombinationen von Hydraulikventilen verifiziert werden
kann.
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