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Rohrweiche für eine Betonpumpe
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Die Erfindung betrifft eine Rohrweiche für eine Betonpumpe, bei welcher
ein Rohrende der Druckleitung zwischen den Ansaug- und Ausdrücköffnungen von Pumpenzylindern
hin-und herschwenkbar angeordnet ist und dem Rohrende ein Verschleißring zugeordnet
ist, der relativ zum Rohrende axial gegen eine Verschleißplatte verschiebbar und
anpreßbar ist, in welcher die Ansaug- und Ausdrücköffnungen der Pumpenzylinder angeordnet
sind.
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Der verschiebbar£Verschleißring an der Rohrweiche der genannten Art
hat den Vorteil, daß der am Verschleißring und der Verschleißplatte auftretende
starke und unvermeidbare Verschleiß durch weiteres Vorschieben des Ringes jeweils
automatisch ausgeglichen wird, ohne daß es einer ständigen
Nachstellung
im Bereich des Schwenklagers und der Abstützung des schwenkbaren Rohrendes bedarf.
Die nach dem Stande der Technik ( D-OS 26 14 895 ) bekannte Rohrweiche der genannten
Art hat jedoch den Nachteil, daß der verschiebbare Verschleißring von dem Bördermedium,
d.h. von dem Beton selbst, in axialer Richtung verschoben werden soll. Hierdurch
ergeben sich zwangsläufig auf der Rückseite des verschiebbaren Verschleißringes
tote Räume, in welchen der Betonfluß stockt und der Beton erhärtet, so daß der Verschleißring
schon nach kurzer Einsatzzeit seine Beweglichkeit in axialer Richtung verliert.
Die vorbekannte Rohrweiche ist somit mehr für nicht abbindende Fördermedien, z.
B. für Wasser, geeignet, weniger jedoch für Beton.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, die Rohrweiche der eingangs genannten
Art dahin-gehend weiterzubilden, daß der axial verschiebbare Verschleißring seine
Beweglichkeit behält.
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Insbesondere sollen hinter dem Verschleißring sich mit Beton oder
Zement füllende tote Räume vermieden werden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von einer
Rohrweiche der eingangs genannten Art vor, daß der Verschleißring auf der der Verschleißplatte
abgewandten Seite von einem hydrostatischen Polster, insbesondere einem Öl- oder
Fettpolster, beaufschlagt ist.
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Bei der Rohrweiche gemäß der Erfindung werden die von dem Verschleißring
bei seiner axialen Verschiebung freigegebenen Räume von dem hydrostatischem Polster
ausgefüllt, so daß kein Beton oder Zement in diese Räume eindringen kann. Demzufolge
behält der Verschleißring auch bei Förderung von abbindenden Fördermedien seine
freie Beweglichkeit in axialer Richtung.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Rohrweiche gemäß
der Erfindung ist das hydrostatische Polster über eine Druckmittelleitung mit einer
Druckmittel quelle verbunden, deren Druck ausreicht4 eine Dichtwirkung an der Dichtfläche
des Verschleißringes zu erzielen. Bei dieser Ausführungsform der Rohrweiche können
der den Verschleißring beaufschlagende Druck und somit die den Verschleißring in
axialer Richtung verschiebende Kraft auf beliebig hohe Werte eingestellt werden,
so daß in jedem Falle eine zur zuverlässigen Abdichtung ausreichende axiale Kraft
auf den Verschleißring ausgeübt werden kann.
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Zweckmäßig ist das hydrostatische Polster während des Schwenkvorganges
des Rohrendes ganz oder teilweise druckentlastet. Hierdurch werden während der Schwenkbewegung
übermäßig große Reibungskräfte zwischen dem Verschleißring und der Verschleißplatte
vermieden. Darüber hinaus wird der gerade während des Schwenkvorganges auftretende
Verschleiß
deutlich gemindert. Eine entsprechende Steuerung der
Druckbeaufschlagung bzw. Druckentlastung des hydrostatischen Polsters kann auf verschiedene
Art und Weise bewerkstelligt werden, beispielsweise dadurch, daß die Druckbeaufschlagung
des hydrostatischen Polsters in Abhängigkeit von der Druckbeaufschlagung der Pumpenzylinder
gesteuert wird oder daß die Druckbelastung des hydrostatischen in Abhängigkeit vom
Betätigungsdruck des an dem verschwenkbaren Rohrende zum Zwecke von dessen Verschwenkung
angreifenden Druckmittelzylinders gesteuert wird.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß das hydrostatische Polster
unter Zwischenschaltung eines elastischen Zwischengliedes vom in der Druckleitung
herrschenden Druck beaufschlagt ist. Dieses Merkmal kann alternativ zur oben erläuterten
Druckbeaufschlagung von einer gesonderten Druckmittelquelle her oder in Kombination
mit der oben erläuterten Druckbeaufschlagung von einer gesonderten Druckmittelquelle
her zur Anwendung kommen. Im ersten Falle ist der Druck im hydrostatischen Polster
ständig etwa gleich dem in der Druckleitung herrschenden Druck. Im zweiten Halle
kann der Druck in dem hydrostatischen Polster während der zusätzlichen Druckbeaufschlagung
von der gesonderten Druckmittelquelle her auf höhere Werte einge--stellt werden,
wobei sichergestellt ist, daß der Druck in dem hydrostatischen Polster stets mindestens
etwa gleich
dem Innendruck der Druckleitung ist. Hierdurch kann
auf einfache Weise erreicht werden, daß der Druck des hydrostatischen Polsters beispielsweise
während des Schwenkvorganges des Rohrendes auf den Innendruck der Druckleitung abgesenkt
wird, so daß gerade noch ein selbstdichtender Effekt vorhanden ist, während der
Druck des hydrostatischen Polsters während des Pumphubes des Pumpenzylinders deutlich
größer ist, als der Innendruck der Druckleitung.
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Besondere Vorteile ergeben sich weiterhin, wenn der Verschleißring
als in eine Ringnut des Rohrendes eintauchender Ringkolben ausgebildet ist, in welcher
das hydrostatische Polster angeordnet ist. Bei dieser Ausbildung der Rohrweiche
ist der Verschleißring in besonders vorteilhafter Weise geschützt angeordnet und
erhält durch das Rohrende bis in unmittelbare Nähe der Verschleißplatte eine Fuhrung,
so daß in dieser Führung die von den Reibungskräften auf die Führung übertragenen
Momente besser aufgenommen werden können.
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Bei der zuletzt erläuterten Ausführungsform der Rohrweiche ist weiterhin
vorgesehen, daß der Verschleißring an seinem aus der Ringnut vortretenden Ende innen
und außen mit Dichtungsmaterial aus Gummi oder einem gummiähnlichen Kunststoff belegt
it. Hierdurch ergibt sich im Bereich der Verschleißfläche des Verschleißringes eine
kombinierte Gummi-Netalldichtung, die große axiale Kräfte aufnehmen kann und
außerdem
einen ausgezeichneten Dichteffekt hat. Dadurch, daß das Dichtungsmaterial von außen
und innen durch die Wände der Ringnut bis in unmittelbare Nähe der Verschleißfläche
abgestützt ist, wird verhindert, daß das Dichtungsmaterial während der Schwenkbewegungen
des Rohr endes unter Einwirkung der Reibungskräfte von dem Verschleißring abgelöst
wird.
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Eine andere Ausführungsform der Rohrweiche gemäß der Erfindung sieht
vor, daß der Verschleißring den annähernd gleichen Innendurchmesser wie die Ansaug-
und Ausdrücköffnung des Pumpenzylinders und das sich anschließende Rohrende der
Druckleitung hat und an seiner Rückseite eine rohrförmige Verlängerung mit erweitertem
Durchmesser aufweist, die dichtend auf dem Außenumfang des Rohrendes geführt ist,
wobei das hydrostatische Polster zwischen der Rückseite des Verschleißringes und
der Stirnseite des Rohrendes der Druckleitung angeordnet ist und zum Innenraum des
Rohrendes hin durch ein elastisches Zwischenglied abgedichtet ist. Bei dieser Ausführungsform
ist sichergestellt, daß die vom Druck des hydrostatischen Polsters erzeugten Axialkräfte
stets größer sind, als die vom Innendruck der Druckleitung erzeugten, entgegengesetzt
gerichteten Kräfte.
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Beim zuletzt genannten Ausführungsbeispiel kann das elastische Zwischenglied
gegebenenfalls als radial expandierender Ring ausgebildet sein, der bei Druckbeaufschlagung
vom Inneren
des Rohrendes her radial nach außen in den von dem
hydrostatischen Polster ausgefüllten Raum eintaucht. Hierdurch ergibt sich eine
besonders gute Druckübertragung zwischen dem Fördermedium und dem hydrostatischen
Polster, so daß gegebenenfalls eine Druckbeaufschlagung des hydrostatischen Polsters
von einer gesonderten Druckmittelquelle her entfallen kann.
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AusführungsbeispieB einer Rohrweiche gemäß der Erfindung werden im
folgeiiden anhand der Zeichnung näher erläutert, in der Fig.1 eine Rohrweiche gemäß
der Erfindung in einem im wesentlichen senkrechten Schnitt, Fig. 2 ein Detail der
Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, Piff. 3 eine zweite Auçührungsform des Verschleißringes
in einer der Fig. 2 entsprechenden Darstellung und Fig. 4 eine dritte Ausführungsform
des Verschleißringes in einer der Fig. 2 entsprechenden Darstellung zeigen.
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Die in Figur 1 dargestellte Rohrweiche für eine Betonpumpe weist in
bekannter Weise ein C- förmig gekrümmtes Rohrende 1
auf, das in
einem Schwenklager 2 hin- und herschwenkbar gelagert ist und an eine in der Zeichnung
nicht dargestellte Druckleitung der Betonpumpe angeschlossen ist. Zum Hin- und Herschwenken
des Rohrendes 1 dient ein Druckmittelzylinder 3, der am Ende eines Schwenkhebels
4 angreift, der seinerseits drehfest mit dem schwenkbaren Rohrende 1 verbunden ist.
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Das C- förmig gekrümmte Rohrende 1 taucht von oben in eine mit Beton
5 gefüllten Aufgabetrichter 6 ein und bewegt sich beim Hin- und Herschwenken mit
seinem unteren Ende entlang einer vertikal angeordneten Verschleißplatte 7, die
an einer Seitenwand des Aufgabetrichters 6 befestigt ist. In der Verschleißplatte
7 befinden sich Ansaug- und Ausdrücköffnungen 8 von Pumpenzylindern 9, von denen
in Figur 1 nur einer erkennbar ist. Das Verschwenken des Rohrendes 1 erfolgt derart,
daß die Ansaug- und Aufirücköffnung 8 während des Saughubes is zugeordneten Pumpenzylinders
9 von dem Rohrende 1 freigegeben wird, so daß der Beton 5 unbehindert in den Pumpenzylinder
9 ein-fließen kann, und daß die Ansaug- und Ausdrücköffnung 8 während des Druckhubes
des zugeordneten Pumpenzylinders 9 mit dem Innenraum des Rohrendes 1 in Verbindung
steht, so daß der aus dem Pumpenzylinder 9 herausgedrückte Beton über das schwenkbare
Rohrende 1 in die in der Zeichnung nicht dargestellte Druckleitung der Betonpumpe
gedrückt wird.
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nicht näher dargestellten Druckmittelquelle verbunden, deren Druck
ausreicht, eine Dichtwirkung an der bichtfläche des Verschleißringes zu erzielen.
Beim Betrieb der Rohrweiche kann das hydrostatische Polster 13 während des Schwenkvorganges
des Rohrendes 1 gegebenenfalls ganz oder teilweise druckentlastet werden, wie bereits
im einleitenden Teil der Beschreibung erläutert worden ist.
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Der Verschleißring 11 ist an seinem aus der Ringnut 12 austretenden
Ende innen und außen mit Dichtungsmaterial 15 aus Gummi oder einem gummiähnlichen
Kunststoff belegt, so daß sich eine kombinierte Gummi- Metalldichtung ergibt, deren
Gummiteile durch die flankende Ringnut 12 weitest gehend geschützt sind.
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Der durch das hydrostatische Polster 13 in axialer Richtung belastete
Verschleißring 11 tritt in axialer Richtung automatisch jeweils soweit aus der Ringnut
12 hervor, daß der unvermeidbare Verschleiß am Verschleißring 11 und der Verschleißplatte
7 automatisch ausgeglichen wird. Irgendwelche Nachstellarbeiten sind über die gesamte
Lebensdauer der Verschleißteile nicht erforderlich.
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Da der Verschleißring 11 nur mit seinem vorderen, dem Verscnleiß ausgesetzten
Ende, nicht aber im Bereich seiner Führung mit dem Beton in Berührung kommt, ist
eine aus-
Aus der geschilderten Funktionsweise ergibt sich, daß
das Rohrende 1 mit einer erheblichen Kraft gegen die Verschleißplatte 7 angepreßt
werden muß, damit sowohl während des Druckhubes des Pumpenzylinders 9 als auch während
des Verschwenkens des Rohrendes 1 der unter Druck stehende Beton nicht zwischen
der Verschleißplatte 7 und der Stirnseite des Rohrendes 1 austritt. Um die erforderliche
Anpreßkraft zu kompensieren und um zu verhindern, daß das Schwenklager 3 durch diese
Kraft ungünstig belastet wird, befindet sich an der Wand des Aufgabetrichters 6
- etwa den Ansaug- und Ausdrücköffnung-en der Pumpenzylinder gegenüberliegend -
ein als Gleitlager ausgebildetes Stützlager 1o, an welchem sich das Rohrende 1 abstützt.
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Zum Ausgleich des erheblichen und unvermeidbaren Verschleisses an
der Verschleißplatte 7 und der Stirnseite des Rohrendes 1 ist der Stirnseite des
Rohrendes 1 eine axial verschiebbarer Verschleißring 11 zugeordnet. Beim Ausführungsbeispiel
gemäß den Figuren 1 und 2 ist dieser Verschleißring 11 als Ringkolben ausgebildet,
der in eine entsprechend bemessene Ringnut 12 in der Stirnseite des Rohrendes 1
eintaucht. Auf seiner Rückseite ist dieser Verschleißring 11 von einem hydrostatischen
Polster 13 belastet, welches in der Ringnut 12 angeordnet ist und aus einer unter
Druck stehenden Öl- oder Fettfüllung besteht. Dieses hydrostatische Polster 13 ist
über eine Druckmittelleitung 14 mit einer in der Zeichnung
reichende
Bewegli=hkeit des Verschleißringes 11 über dessen gesamte Lebensdauer ebenfalls
gewährlei*et.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 sind der axial verschiebbare
Verschleißring und dessen Führung am Rohrende 1 andersartig ausgebildet. Der in
Figur 3 mit 11a bezeichnete Verschleißring hat den gleichen Inndurchmesser wie die
Ansaug- und Ausirücköffnung 8 des Pumpenzylinders 9 und das sich anschließende Rohrende
1 und ist an seiner Rückseite mit einer rohrförmigen Verlängerung 16 versehen, die
einen erweiterten Innendurchmesser hat und dichtend auf dem Außenumfang des Rohrendes
1 geführt ist. Das hydrostatische Polster 13a ist hier zwischen der Rückseite des
Verschleißringes 11a und der St-irnseite des Rohrendes 1 angeordnet und zum Inneren
des Rohrendes 1 hin durch einen elastisches Zwischenglied 17 abgedichtet. Das Zwischenglied
17 besteht aus einem weichelastischen Ring aus Gummi oder Kunststoff, der unter
Vorspannung steht und eine axiale Verschiebung des Verschleißringes 11a relativ
zum Rohrende 1 zuläßt, ohne daß Beton in das hydrostatische Polster eintreten könnte.
Darüber hinaus ist das weich- elastische Material des Zwischengliedes 17 dazu in
der marge, über einen relativ großen Weg den Druck des Fördermediums auf das hydrostatische
Polster 13a zu übertragen. Zusätzlich ist das hydrostatische Polster 13a- ähnlich
wie beim Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 und 2 über eine Druckmittelleitung
14a an eine nicht dargestellte
Druckmittelquelle angeschlossen,
deren Druck in Abhängigkeit von den Schwenkbewegungen des Rohrendes 1 bzw. der Druckbeaufschlagung
der Pumpenzylinder 9 steuerbar sein kann.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 entspricht weitgehend dem Ausführungsbeispiel
gemäß'Figur 3. Hier ist jedoch das elastische Zwischenglied 17b als radial expandierender
Ring mit 2-förmigem Querschnitt ausgebildet, der bei Druckbeaufschlagung vom Inneren
des Rohrendes 1 her radial nach außen in den vom hydrostatischen Polster 13b ausgefüllten
Raum eintaucht und gleichzeitig mit dem elastischen Kopf seines T-förmigen Profiles
die Axialbewegungen des Verschleißringes 11b relativ zum Rohrende 1 ausgleicht.
Bei diesem Ausführungs beispiel erfolgt die Druckbeaufschlagung des hydrostatischen
Polsters 13b ausschließlich vom Innenraum des Rohrendes 1 her, d.h. also durch das
Fördermedium selbst.
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Patentansprüche