DE4322805A1 - Gleitflächendichte Kupplungsvorrichtung eines S-förmigen Schieberventils für eine Betonpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine gleitflächendichte Kupplungsvorrichtung eines S-förmigen Schieberventils für eine Betonpumpe.

Ein Beispiel einer bekannten Betonpumpe mit einem S- förmigen Schieberventil oder Umschaltventil ist in den Fig. 2 bis 6 dargestellt. Von diesen Figuren zeigen: Fig. 2 einen lotrechten Schnitt durch eine Betonpumpe nach dem Stand der Technik; Fig. 3 eine im lotrechten Schnitt gehaltene Seitenansicht eines Schwenkkupplungs­ teils zwischen einem Gehäuse der Betonpumpe und einem Schiebergehäuse; Fig. 4 einen lotrechten Schnitt längs der Linie X-X in Fig. 3, in Richtung der Pfeile gesehen; Fig. 5 eine Teilseitenansicht eines Schwenkkupplungsteils an der Seite des Gehäuses der Betonpumpe; und Fig. 6 eine Teilseitenansicht eines Schwenkkupplungsteils an der Seite des Schiebergehäuses der Betonpumpe.

Im folgenden sind Konstruktion und Arbeitsweise der dargestellten Betonpumpe nach dem Stand der Technik an­ hand der Fig. 2 bis 6 beschrieben. Die Anordnung nach Fig. 2 umfaßt Betonzylinder 1 und 1′, Betonkolben 2 und 2′ ein Gehäuse 4 (Fig. 2 bis 5) an der Seite der Betonzylin­ der 1 und 1′ sowie eine am Gehäuse 4 montierte abriebbe­ ständige Gleitscheibe 7. Gemäß den Fig. 2 bis 5 ist ein Schiebergehäuse 5 vorgesehen, das über einen Schwenk­ kupplungsteil 3 schwenkbar mit dem Gehäuse 4 verbunden ist, wobei der Schwenkkupplungsteil 3 wie folgt ausgebil­ det ist: Das Gehäuse 4 und eine Hohlwelle 21 sind mittels einer Haltescheibe 22 aneinander befestigt, wobei eine in das Schiebergehäuse 5 eingebettete Büchse 23 und die Hohlwelle 21 an der Seite des Gehäuses 4 längs Gleitflä­ chen a und b (zueinander) zu gleiten vermögen, so daß das Schiebergehäuse 5 um ein Drehzentrum B schwenkbar ist. Mit 15 ist eine Schrauben-Mutter-Anordnung zum Be­ festigen des Schwenkkupplungsteils 3 zwischen dem Gehäuse 4 und dem Schiebergehäuse 5 bezeichnet.

Die Anordnung umfaßt ferner ein S-förmiges Rohr 6, einen am Spitzen- bzw. Vorderende des Rohrs 6 montierten abriebbeständigen Gleitring 8, Lager 9 und 10 zur Lagerung des (S-förmigen) Rohr 6 im Schiebergehäuse 5 für Schwenk- oder Drehbewegung um eine Drehmittelachse A, einen mit Hydraulikdruck arbeitenden Andruckmechanismus 11, eine Antriebseinheit 12, einen Fülltrichter 13 und eine An­ triebsbüchse oder auch -manschette (drive liner) 14. Das S-förmige Rohr 6 ist dabei um die Drehmittelachse A über die Antriebseinheit 12 und die Antriebsbüchse 14 schwenk­ bar, um abwechselnd mit den Betonzylindern 1 und 1′ ver­ bunden zu werden.

Wenn bei dieser bekannten Betonpumpe nach den Fig. 2 bis 6 der Betonzylinder 1 und ein nicht dargestelltes Betonförderrohr über das S-förmige Rohr 6 miteinander ver­ bunden worden sind, wird der im Betonzylinder 1 geführte Kolben 2 vorgeschoben, wobei in den Betonzylinder 1 ange­ saugter Beton über die Strecke aus Betonzylinder 1, S-förmi­ gem Rohr 6 und Betonförderrohr zu letzterem bzw. in letzte­ res geliefert wird, während durch Zurückziehen des Beton­ kolbens 2′ im Betonzylinder 1′ Beton über die Strecke aus Fülltrichter 13 und Betonzylinder 1′ angesaugt wird.

Wenn durch Umschalten des (S-förmigen) Rohrs 6 der Betonzylinder 1′ und das Betonförderrohr über das Rohr 6 miteinander verbunden worden sind, wird der Betonkol­ ben 2′ im Betonzylinder 1′ vorgeschoben, wobei in den Betonzylinder 1′ angesaugter Beton über die Strecke aus Betonzylinder 1′, S-förmigem Rohr 6 und Betonförderrohr zu letzterem bzw. in letzteres geliefert wird, während durch Zurückziehen des Betonkolbens 2 im Betonzylinder 1 Beton über die Strecke aus Fülltrichter 13 und Beton­ zylinder 1 angesaugt wird.

Wenn der Beton aus dem Betonzylinder 1 oder 1′ zum Rohr 6 geliefert wird, wird ein Herausdringen des gelie­ ferten bzw. geförderten Betons in das Schiebergehäuse 5 dadurch verhindert, daß die Gleitscheibe 7 an der Seite des Gehäuses 7 und der Gleitring 8 an der Seite des Rohrs 6 in feste Berührung (miteinander) gebracht werden. Falls die Gleitplatte 7 und/oder der Gleitring 8 einen Abrieb erfahren hat (haben), wird der mit Hydraulikdruck arbeitende Andruckmechanismus 11 betätigt, um das S-förmi­ ge Rohr 6 um eine Strecke entsprechend der Abriebgröße in Richtung auf die Betonzylinder 1 und 1′ zu drücken, so daß ein Herausdringen des geförderten Betons in das Schiebergehäuse 5 folglich verhindert werden kann.

Die beschriebene herkömmliche Betonpumpe nach den Fig. 2 bis 6 ist mit folgenden Problemen behaftet: Das abwechselnd mit den Betonzylindern 1 und 1′ zu verbin­ dende S-förmige Rohr 6 muß im Hinblick auf seinen Mecha­ nismus (seine Mechanik) zwischen der Drehmittelachse A und einem Zentrum eines schwingenden oder schwenkenden Endes (Gleitring 8) des Rohrs 6 eine(n) Versatz oder Kröpfung (deviation) entsprechend einem Schwenkradius R (Fig. 2) aufweisen.

Wenn somit das S-förmige Rohr 6 der Zwangszuführung von Beton aus dem Betonzylinder 1 oder 1′ unterworfen ist, ist mithin das Rohr 6 an seinen gegenüberliegenden Enden einer durch den Zwangsförderdruck P hervorgerufenen Kraft F ausgesetzt. Genaugenommen ist der Druck P an der Einlaßseite (an der Seite des Gleitrings 8) des Rohrs 6 dem Druck P an der Auslaßseite nicht gleich; der Druck an der Auslaßseite ist um eine Größe entsprechend einem Druckverlust im S-förmigen Rohr 6 während der Zwangs­ förderung niedriger. Da jedoch das Rohr 6 kurz ist, ist der Druckverlust so gering, daß er in der Praxis vernachlässigt werden kann. Mit anderen Worten: die auf die beiden Enden des Rohrs 6 wirkenden Kräfte F heben einander nahezu auf. Mittels des Andruckmechanismus 11 wird dabei der Gleitring 8 mit einer zweckmäßigen Kraft an die Gleitscheibe 7 angepreßt.

Auf das S-förmige Rohr 6 wirkt jedoch ein Drehmoment, d. h. ein Kraftmoment M = F × R aufgrund des Versatzes R der Mittellinie des Rohrs 6 ein. Demzufolge verzieht sich das über die Lager 9 und 10 schwenkbar gelagerte Rohr 6 um einen Auslenkwinkel α gegenüber der Dreh­ mittelachse A.

Dieser Auslenkwinkel α des S-förmigen Rohrs 6 ist bei einem hohen Zwangsförderdruck P nicht mehr vernach­ lässigbar, weil dabei ein Zwischenraum oder Spalt zwischen der Gleitscheibe 7 und dem Gleitring 8 entsteht. Auch wenn das Rohr 6 durch den Andruckmechanismus 11 mit Druck beaufschlagt oder angepreßt wird, kann der Spalt zwischen Gleitscheibe 7 und Gleitring 8 nicht aufgehoben werden. Daraus ergibt sich das Problem, daß eine im Beton enthaltene Binderkomponente in das Schiebergehäuse hinein­ dringen kann und zu einer Verschlechterung der Zwangs­ förderleistung führt.

Die Erfindung ist nun im Hinblick auf die geschilder­ ten Probleme beim Stand der Technik entwickelt worden. Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer gleit­ flächendichten Kupplungsvorrichtung (slide surface tight­ coupling device) eines S-förmigen Schieberventils oder auch Umschaltventils für Betonpumpen, mit welcher eine Zwangsförderleistung verbessert und auch die Haltbarkeit einer Gleitfläche und eines Gleitrings erhöht werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer gleitflächendichten Kupplungsvorrichtung eines S-förmigen Schieberventils für eine Betonpumpe, bei welcher eine Gleitscheibe an einem Gehäuse an der Seite von Betonzylindern montiert ist, ein Gleitring an einem S-förmigen Rohr angebracht ist, das S-förmige Rohr in einem Schiebergehäuse schwenkbar gela­ gert ist und das Gehäuse sowie das Schiebergehäuse über einen Schwenkkupplungsteil miteinander verbunden sind, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Hydraulikzylinder zum Einstellen eines Anlage- oder Berührungswinkels zwischen der Gleitscheibe und dem Gleitring zwischen die Betonzylinder und das Schiebergehäuse eingeschaltet ist.

Aufgrund der oben umrissenen erfindungsgemäßen Ausge­ staltung der Kupplungsvorrichtung kann ein Berührungs­ winkel α₁ zwischen einer Gleitscheibe und einem Gleit­ ring je nach einem Auslenkwinkel α₂ des S-förmigen Rohrs durch Steuerung des Betriebs des Hydraulikzylinders zur Einstellung von α₁ = α₂ zwischen Null und einem bestimmten Winkel eingestellt werden. Indem die Berührungsflächen von Gleitscheibe und Gleitring mittels der Andruckwirkung eines mit Hydraulikdruck arbeitenden Andruckmechanismus parallel zueinander gehalten werden, werden somit Gleitscheibe und Gleitring unabhängig vom Zwangsförderdruck in enge Berührung oder Anlage gegen­ einander gebracht, wodurch das Herausdringen einer im Beton enthaltenen Zementbinderkomponente in das Schieber­ gehäuse verhindert werden kann.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine lotrechte Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer gleitflächendichten Kupplungsvorrichtung eines S-förmigen Schieber­ ventils für Betonpumpen gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine lotrechte Schnittansicht eines Beispiels eines S-förmigen Ventils bei einer Betonpumpe nach dem Stand der Technik,

Fig. 3 eine lotrechte Schnittansicht eines Schwenk­ kupplungsteils zwischen einem Gehäuse der Betonpumpe und einem Schiebergehäuse,

Fig. 4 einen lotrechten Schnitt längs der Linie X-X in Fig. 3, in Richtung der Pfeile gesehen,

Fig. 5 eine Teilseitenansicht eines Schwenkkupplungs­ teils an der Seite des Gehäuses dieser Beton­ pumpe und

Fig. 6 eine Teilseitenansicht eines Schwenkkupplungs­ teils an der Seite des Schiebergehäuses dieser Betonpumpe.

Die Fig. 2 bis 6 sind eingangs bereits erläutert worden.

Im folgenden ist die erfindungsgemäße gleitflächen­ dichte Kupplungsvorrichtung für Betonpumpen anhand von Fig. 1 näher beschrieben. Die Anordnung nach Fig. 1 um­ faßt Betonzylinder 1 und 1′, Betonkolben 2 und 2′, ein Gehäuse 4 an der Seite der Betonzylinder 1 und 1′, eine am Gehäuse 4 montierte abriebbeständige Gleitplatte bzw. -scheibe 7, ein Schiebergehäuse 5 und einen Schwenk­ kupplungsteil 3 für schwenkbare Verbindung des Schieber­ gehäuses 5 mit dem Gehäuse 4.

Ferner umfaßt die Anordnung ein S-förmiges Rohr 6, einen am Spitzen- bzw. Vorderende des Rohrs 6 montier­ ten abriebbeständigen Gleitring 8, Lager 9 und 10 zur Lagerung des Rohrs 6 für Schwenkbewegung um eine Schwenk- oder Drehmittelachse A im Schiebergehäuse 5, einen mit Hydraulikdruck arbeitenden Andruckmechanismus 11, eine Antriebseinheit 12, einen Fülltrichter 13 und eine An­ triebsbüchse oder auch -manschette (drive liner) 14. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß das S-förmige Rohr 6 abwechselnd mit den Betonzylindern 1 und 1′ verbindbar ist, indem es über die Antriebseinheit 12 und die Antriebs­ büchse 14 um die Drehmittelachse A gedreht oder ge­ schwenkt wird.

An der Seite der Betonzylinder 1 und 1′ ist eine Halte­ rung 1a vorgesehen, während an der Seite des Schieberge­ häuses 5 eine Halterung 5a vorgesehen ist. Ein Hydraulik­ zylinder 16 zum Einstellen eines Berührungswinkels zwi­ schen der Gleitscheibe 7 und dem Gleitring 8 ist zwi­ schen diese Halterungen 1a und 5a eingesetzt.

Im folgenden ist die Arbeitsweise der oben beschrie­ benen Kupplungsvorrichtung im einzelnen erläutert.

Auf das S-förmige Rohr 6 kann aufgrund eines Ver­ satzes R seiner Mittelachsen ein Kraftmoment M = F × R einwirken, das ein Verziehen des mittels der Lager 9 und 10 für Schwenkbewegung gelagerten Rohrs 6 um einen Auslenkwinkel α₂ gegenüber der Drehmittelachse A her­ beiführt. Dieser Auslenkwinkel α₂ ist bei hohem Zwangs­ förderdruck P nicht mehr vernachlässigbar, weil dabei ein Zwischenraum oder Spalt zwischen der Gleitscheibe 7 und dem Gleitring 8 entsteht. Auch wenn das (S-förmige) Rohr 6 durch den Andruckmechanismus 11 mit Druck beauf­ schlagt bzw. angepreßt wird, kann der Spalt zwischen Gleitscheibe 6 und Gleitring 8 nicht aufgehoben werden.

In diesem Fall wird ein Anlage- oder Berührungswin­ kel α₁ zwischen Gleitscheibe 7 und Gleitring 8 durch Steuerung der Betätigung des Hydraulikzylinders 16 (vgl. Einstellstrecke δ in Fig. 1) in Abhängigkeit vom Auslenk­ winkel α₂ des Rohrs 6 zwischen (einem Winkel von) Null und einem bestimmten Winkel eingestellt, so daß sich α₁ = α₂ ergibt. Indem auf diese Weise die Anlage- oder Berührungsflächen von Gleitscheibe 7 und Gleitring 8 mittels der Andruckwirkung des mit Hydraulikdruck arbei­ tenden Andruckmechanismus 11 parallel zueinander gehal­ ten werden, werden Gleitscheibe 7 und Gleitring 8 unab­ hängig vom Zwangsförderdruck P in innige Berührung mit­ einander gebracht, so daß ein Herausdringen einer im Beton enthaltenen Zementbinderkomponente in das Schiebergehäuse 5 verhindert werden kann.

Es ist zu erwähnen, daß es möglich ist, den oben be­ schriebenen Zustand durch manuelle stufen- oder schritt­ weise Änderung des Hubs des Hydraulikzylinders 16 zu er­ halten (to reserve). Obgleich bei der beschriebenen Ausfüh­ rungsform Gleitscheibe 7 und Gleitring 8 durch Betätigung an der Seite des letzteren in innige Berührung miteinan­ der gebracht bzw. aneinander angepreßt werden, kann die gleiche Wirkung auch durch Betätigung von der Seite der Gleitscheibe 7 her erreicht werden.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung der bevor­ zugten Ausführungsform ergibt, kann mit der beschriebenen gleitflächendichten Kupplungsvorrichtung die Zwangsförder­ leistung einer Betonpumpe erhöht und auch die Haltbarkeit von Gleitscheibe und Gleitring verbessert werden, weil ein Berührungswinkel α₁ zwischen Gleitscheibe und Gleit­ ring durch Steuerung der Betätigung eines Hydraulikzylin­ ders zur Einstellung von (to realize) α₁ = α₂ in Ab­ hängigkeit von einem Auslenkwinkel α₂ eines S-förmigen Rohrs zwischen (einem Winkel gleich) Null und einem be­ stimmten Winkel eingestellt wird. Da hierbei die Berüh­ rungsflächen von Gleitscheibe und Gleitring unabhängig vom Zwangsförderdruck in feste Anlage oder Berührung mit­ einander gebracht werden, kann ein Herausdringen einer Zementbinderkomponente im Beton in das Schiebergehäuse verhindert werden.

Claims (3)

1. Gleitflächendichte Kupplungsvorrichtung eines S-förmigen Schieberventils für eine Betonpumpe, bei wel­ cher eine Gleitscheibe an einem Gehäuse an der Seite von Betonzylindern montiert ist, ein Gleitring an einem S-förmigen Rohr angebracht ist, das S-förmige Rohr in einem Schiebergehäuse schwenkbar gelagert ist und das Gehäuse sowie das Schiebergehäuse über einen Schwenk­ kupplungsteil miteinander verbunden sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Hydraulikzylinder (16) zum Ein­ stellen eines Anlage- oder Berührungswinkels (α₁) zwischen der Gleitscheibe (7) und dem Gleitring (8) zwischen die Betonzylinder (1, 1′) und das Schieberge­ häuse (5) eingeschaltet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an den Betonzylindern (1, 1′) eine Halte­ rung (1a) und am Schiebergehäuse (5) eine Halterung (5a) montiert sind und der Hydraulikzylinder (16) zwischen diese Halterungen (1a, 5a) eingeschaltet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hub des Hydraulikzylinders (16) stufen- oder schrittweise variabel ist.