DE4232215C2 - Schieberanordnung bei einer Betonpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schieberanordnung bei einer Betonpumpe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Schieberanordnung bei einer Betonpumpe ist bereits aus der JP-63-50464 bekannt und wird später anhand von Fig. 5 näher beschrieben.

Aus den Druckschriften DE 42 24 525 A1 sowie DE 42 11 850 ist eine der gattungsbildenden Schieberanordnung im wesentlichen vergleichbare Schieberanordnung bei einer Betonpumpe bekannt. Hierbei steuert die Schieberanordnung den Betonfluß zwischen einem Fülltrichter und Betonzylindern sowie zwischen diesen Betonzylindern und einem Beton-Förderrohr durch Verschwenken eines S-förmigen Schwenkrohrs innerhalb eines Schiebergehäuses. Das S-förmige Schwenkrohr ist mit Hilfe von zwei an der Seite des Beton-Förderrohrs angeordneten Lagern schwenkbar gelagert.

Bei der aus der DE 32 19 882 A1 bekannten Betonpumpe sind im Unterschied zur vorherstehend beschriebenen Betonpumpe mindestens drei Betonzylinder vorgesehen, die in gleicher Teilung auf einem Kreisumfang angeordnet sind. Das Schwenkrohr besteht aus einem Verteiler und einem angeflanschten Zylinderrohr, wobei der Verteiler an seinem vorderen Ende trichterförmig aufgeweitet ist, so daß er gleichzeitig die Öffnungen zweier Betonzylinder abdeckt.

Ferner offenbart die Druckschrift DE-34 30 193 A1 eine Betonpumpe, bei der ebenfalls ein S-förmiges Schwenkrohr verwendet wird. Hinsichtlich der Lagerung des Schwenkrohrs besitzt diese Betonpumpe jedoch eine sich in Richtung der Betonzylinder erstreckende Schwenkwelle, die in einem Lager über den Betonzylindern und in einem weiteren Lager auf der Seite des Förderrohrs gelagert ist. Eine Antriebseinrichtung des Schwenkrohrs befindet sich außerhalb der beiden Lager auf der Seite der Betonzylinder. Bei dieser Lagerung ergibt sich jedoch ein relativ großer Schwenkradius für das Schwenkrohr.

Aus der CH 561 850 ist lediglich eine Betonpumpe bekannt, bei der das Schwenkrohr zwar einseitig gelagert, aber nicht S- sondern C-förmig ausgebildet ist.

Ein weiteres Beispiel einer Schieberanordnung bei einer Kolben(typ)- Betonpumpe nach dem Stand der Technik ist nachfolgend anhand der Fig. 3 und 4 beschrieben. Die Anordnung nach diesen Figuren umfaßt ein S-förmiges Schwenkrohr 1, einen Fülltrichter 3, ein am Boden des letzteren angeformtes Schiebergehäuse 2, zwei nebeneinander liegende Betonzylinder 4 und 4′, Lager 5 und 5′ zur schwenkbaren Lagerung gegenüberliegender Endabschnitte des S-förmigen Schwenkrohrs 1, eine Antriebsvorrichtung 6 für das Schwenkrohr 1 und ein Beton-Austrag- oder -Förderrohr 7. Gemäß Fig. 4 ist das Schwenkrohr 1 selektiv mit einer der im Schiebergehäuse 2 vorgesehenen Öffnungen der Betonzylinder 4 und 4′ verbindbar. Der Durchmesser dieser Öffnungen ist mit D, ein Mittenabstand dieser Öffnungen mit L und ein Radius einer zylindrischen Bahn, die von einer Mittelachse eines Einlaßöffnungsteils des Schwenkrohrs 1 beim Schwenken desselben beschrieben wird (im folgenden einfach als "Schwenkradius" bezeichnet), mit R bezeichnet. Es ist zu beachten, daß der Durchmesser des S-förmigen Schwenkrohrs 1 dem Durchmesser D der Öffnungen der Betonzylinder 4 und 4′ nahezu gleich ist.

Bei der beschriebenen bisherigen Betonpumpe nach den Fig. 3 und 4 wird die an der Seite der Betonzylinder 4 und 4′ angeordnete Antriebsvorrichtung 6 betätigt, wodurch das im Beton-Fülltrichter 3 angeordnete, an seinen beiden Endabschnitten mittels der Lager 5 und 5′ gelagerte Schwenkrohr 1 verschwenkt wird. Dabei gelangen einerseits der Fülltrichter 3 und der Betonzylinder 4 und andererseits der Betonzylinder 4′ und das Beton-Förderrohr 7 in Verbindung miteinander. Zudem wird dabei der im Fülltrichter 3 befindliche Beton durch Zurückziehen eines Betonkolbens im Betonzylinder 4 in letzteren eingesaugt, während der im Betonzylinder 4′ enthaltene Beton durch Vorschieben eines Betonkolbens im Betonzylinder 4′ über das S-förmige Schwenkrohr 1 zum Förderrohr 7 geliefert wird.

Wenn die genannten jeweiligen Betonkolben die Endstellungen ihres Hubs erreicht haben, wird die an der Seite der Betonzylinder 4, 4′ vorgesehene Antriebsvorrichtung 6 betätigt, wodurch das Schwenkrohr 1 in Gegenrichtung verschwenkt wird. Dabei gelangen der Fülltrichter 3 und der Betonzylinder 4′ sowie der Betonzylinder 4 und das Förderrohr 7 in Verbindung miteinander. Zu diesem Zeitpunkt wird durch Zurückziehen des Betonkolbens im Betonzylinder 4′ Beton aus dem Fülltrichter 3 in den Betonzylinder 4′ angesaugt, während durch Vorschieben des Betonkolbens im Betonzylinder 4 der in letzterem enthaltene Beton über das Schwenkrohr 1 zum Förderrohr 7 geliefert wird.

Durch Wiederholung der vorgenannten Vorgänge wird anschließend ebenso dem Förderrohr 7 kontinuierlich Beton zugeführt.

Bei dieser herkömmlichen Betonpumpen-Schieberanordnung nach den Fig. 3 und 4 befindet sich jedoch die Antriebsvorrichtung 6 für das S-förmige Schwenkrohr 1 an der Seite der Betonzylinder 4, 4′ bzw. neben diesen. Dabei kann der Abstand zwischen den Lagern 5, 5′ für die Lagerung der beiden gegenüberliegenden Enden des Schwenkrohrs 1 vergleichsweise groß sein; infolgedessen kann für einen gegebenen Schwenkradius des Schwenkrohrs 1 eine Lagerbelastung dann, wenn die Lager 5, 5′ einem durch einen Druck für Zwangsförderung von Beton verursachten Kraft-Moment unterworfen werden, vergleichsweise leicht sein, so daß das Schwenkrohr 1 stabil bzw. zuverlässig gelagert sein kann. Da jedoch andererseits das Lager 5 an der Seite der Betonzylinder 4, 4′ angeordnet ist, kann der Schwenkradius R des Schwenkrohrs 1 nicht klein ausgelegt sein. Dies ist speziell deshalb der Fall, weil es nötig ist, das Drehzentrum des Schwenkrohrs 1 über den Betonzylindern 4, 4′ anzuordnen, damit die Drehung (Schwenkbewegung) des Schwenkrohrs 1 durch die Betonzylinder 4, 4′ nicht behindert wird; in diesem speziellen Fall ist es nötig, das Drehzentrum des Schwenkrohrs 1 um ein Maß bzw. einen Betrag δ, bestehend aus einem Radialmaß der Flansche der Betonzylinder 4, 4′ zuzüglich einer Dickenabmessung der Wände der Betonzylinder 4, 4′, in einer Lage über der Oberseite der Öffnungen der Betonzylinder 4, 4′ anzuordnen.

Dieses Gesamtmaß δ beträgt gemäß Fig. 4 notwendigerweise etwa D/5 oder mehr.

Wenn bei derartigen Schieberanordnungen der Beton im Schiebergehäuse 2 und im S-förmigen Schwenkrohr 1 gleichmäßig bzw. zügig fließen soll, muß der Schwenkradius R des Schwenkrohrs 1 innerhalb eines zulässigen Bereichs möglichst klein gewählt werden.

Um außerdem beim Aufnehmen von Beton aus dem Fülltrichter 3 in die Betonzylinder 4, 4′ das Ansaugen von Luft in letztere zu vermeiden, wird Beton in dem durch die strichpunktierte Schraffur angegebenen Volumen im Schiebergehäuse 2 belassen. Um auch das Volumen dieses Restbetons klein zu halten, muß der Schwenkradius R des Schwenkrohrs 1 bei gegebenen Größen des Mittenabstands L und des Durchmessers D der beiden in der Wand des Schiebergehäuses 2 vorgesehenen Öffnungen der Betonzylinder 4, 4′ möglichst klein sein.

Bei der beschriebenen, herkömmlichen Betonpumpen-Schieber­ anordnung gemäß den Fig. 3 und 4 war es jedoch nötig, den Schwenkradius R des S-förmigen Schwenkrohrs 1 unnötig groß zu wählen, um - wie erwähnt - eine gegenseitige Störung zwischen dem Lager 5 und den Betonzylindern 4, 4′ sowie ihren Flanschen zu vermeiden. Demzufolge ist die Schieberanordnung mit dem Problem behaftet, daß ein jeweiliger Widerstand gegen das Fließen von Beton im Schiebergehäuse 2 bzw. durch das Schwenkrohr 1 erhöht ist.

Hierbei wird bei der in den Fig. 3 und 4 dargestellten, herkömmlichen Schieberanordnung der Schwenkradius R so groß, daß er der folgenden Beziehung genügt:

Fig. 5 veranschaulicht ein anderes Beispiel einer herkömmlichen Schieberanordnung, bei welcher eine Antriebsvorrichtung für das S-förmige Schwenkrohr 1 sowie die Lager 5, 5′ an der Seite des Beton-Förderrohrs 7 angeordnet sind (vgl. auch JP- Gebrauchsmusterveröffentlichung 63-50464 (1988)). Da hierbei die Antriebsvorrichtung 6 für das Schwenkrohr 1 und die Lager 5, 5′ an der Seite des (neben dem) Förderrohr(s) 7 angeordnet sind, kann der Schwenkradius R des Schwenkrohrs 1 ausreichend klein gewählt werden. (Mit 4a und 4a′ sind dabei Betonkolben bezeichnet, die in den Betonzylindern 4 bzw. 4′ vorschieb- und zurückziehbar sind.)

Wenn jedoch bei dieser bisherigen Schieberanordnung nach Fig. 5 der Abstand zwischen den Lagern 5, 5′ zum sicheren Lagern des S-förmigen Schwenkrohrs 1 groß eingestellt wird, vergrößert sich die Gesamtlänge der Schieberanordnung; im Fall einer mobilen bzw. fahrbaren Betonpumpe würde dabei die Anordnung einen zulässigen Überhang an der Rückseite überschreiten. Wird dagegen der Abstand zwischen den Lagern 5, 5′ verkleinert, so wird beim Zwangsfördern von Beton eine durch den Schwenkradius R des Schwenkrohrs 1 hervorgerufene oder bedingte Lagerbelastung groß, so daß diese Anordnung mit dem Problem behaftet ist, daß eine sichere Lagerung für das S-förmige Schwenkrohr 1 schwierig zu erreichen ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde die eingangs genannte Schieberanordnung bei einer Betonpumpe derart weiterzubilden, daß der Schwenkradius des S-förmigen Schwenkrohrs möglichst klein sein kann, der Strömungswiderstand des im Schwenkrohr geförderten Betons sowie die im Schiebergehäuse verbleibende nicht angesaugte Restbetonmenge verringert ist, wodurch sich ein Betonpumpe mit geringer Gesamtlänge, guten Pumpeigenschaften und einem kleinen Totraum ergibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Im Unteranspruch 2 ist eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung gekennzeichnet.

Da bei der erfindungsgemäßen Betonpumpen-Schieberanordnung das S-förmige Schwenkrohr mittels der beiden (vorderen und hinteren) an der Seite des Beton-Förderrohrs angeordneten Lager schwenkbar gelagert und eine Antriebsvorrichtung für dieses Schwenkrohr zwischen diesen vorderen und hinteren Lagern angeordnet ist, kann der Schwenkradius des Schwenkrohrs ausreichend klein ausgelegt sein, so daß das Ansaugen von Beton zügig erfolgen kann und zudem ein Widerstand gegen ein Fließen des Betons durch das Schwenkrohr klein sein kann.

Da zudem der Raum zwischen den beiden (vorderen und hinteren) Lagern für Ausrüstungsteile der Antriebs­ vorrichtung für das Schwenkrohr genutzt werden kann, kann die Gesamtlänge der Schieberanordnung verkürzt sein.

Durch die erfindungsgemäße Begrenzung der Größe des Schwenkradius des S-förmigen Schwenkrohrs auf den oben angegebenen Bereich kann ferner die im Schiebergehäuse zurückbleibende Menge an nicht angesaugtem Beton reduziert werden. Außerdem wird der Beton im Schiebergehäuse und durch das Schwenkrohr zügig bzw. gleichmäßig zum Fließen gebracht. Durch Verkleinerung des Volumens des durch das Schwenkrohr im Schiebergehäuse ausgestoßenen Betons kann darüber hinaus ein im Schiebergehäuse beim Ansaugen entstehender Beton- Leerraum (vacancy) verringert werden.

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

Fig. 1 eine im lotrechten Schnitt gehaltene Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Schieberanordnung für eine Betonpumpe gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Stirnansicht im Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 1, gesehen in Richtung der Pfeile,

Fig. 3 eine im lotrechten Schnitt gehaltene Seitenansicht eines Beispiels einer Betonpumpen-Schieberanordnung nach dem Stand der Technik,

Fig. 4 eine Stirnansicht im Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 3, gesehen in Richtung der Pfeile, und

Fig. 5 eine im lotrechten Schnitt gehaltene Seitenansicht eines anderen Beispiels einer Betonpumpen- Schieberanordnung nach dem Stand der Technik.

Fig. 1 umfaßt ein S-förmiges Schwenkrohr 1, einen Fülltrichter 3, ein am Boden des letzteren angeformtes Schiebergehäuse 2, zwei nebeneinander angeordnete Betonzylinder 4 und 4′, in den letzteren vorgesehene, aber in der Figur nicht gezeigte, vorschieb- und zurückziehbare Betonkolben, ein Beton-Förderrohr 7, vordere und hintere Lager 5 bzw. 5′ für die Schwenklagerung des Schwenkrohrs 1 an der Seite des Beton-Förderrohrs 7 und eine zwischen den Lagern 5, 5′ angeordnete Antriebsvorrichtung 6 für das S-förmige Schwenkrohr 1.

Es ist zu beachten, daß das (S-förmige) Schwenkrohr 1 selektiv mit einer von zwei Öffnungen, die gemäß Fig. 2 in der Wand des Schiebergehäuses 2 vorgesehen sind und mit den Betonzylindern 4 bzw. 4′ in Verbindung stehen, in Verbindung bringbar ist. In Fig. 2 sind ein Durchmesser dieser Öffnungen mit D, ihr Mittenabstand mit L und ein Schwenk­ radius des Schwenkrohrs 1 mit R bezeichnet.

Im folgenden ist die Arbeitsweise der Schieberanordnung nach Fig. 1 erläutert.

Das im Schiebergehäuse 2 befindliche Schwenkrohr 1 wird durch Betätigung der Antriebsvorrichtung 6 verschwenkt, die zwischen den vorderen und hinteren Lagern 5 bzw. 5′ zur Lagerung des Schwenkrohrs 1 an der Seite des Beton- Förderrohrs 7 angeordnet ist, wobei der Fülltrichter 3 und der Betonzylinder 4 einerseits und auch der Betonzylinder 4′ und das Förderrohr 7 andererseits in Verbindung miteinander gebracht werden. Dabei wird durch Zurückziehen bzw. Einfahren des Betonkolbens (nicht dargestellt) Beton aus dem Fülltrichter 3 in den Betonzylinder 4 angesaugt, während der im Betonzylinder 4′ enthaltene Beton durch Vorschieben des anderen Betonkolbens über das Schwenkrohr 1 in das Förderrohr 7 geliefert wird.

Wenn die jeweiligen Betonkolben die Endstellungen ihres Hubs erreicht haben, wird das Schwenkrohr 1 im Schiebergehäuse 2 durch Betätigung der Antriebsvorrichtung 6 in Gegenrichtung verschwenkt, wodurch der Fülltrichter 3 mit dem Betonzylinder 4′ und der Betonzylinder 4 mit dem Förderrohr 7 verbunden werden. Dabei wird der Beton aus dem Fülltrichter 3 durch Zurückziehen des Betonkolbens (nicht gezeigt) im Betonzylinder 4′ in letzteren angesaugt, während der im Betonzylinder 4 enthaltene Beton durch Vorschieben des Betonkolbens (nicht gezeigt) im Betonzylinder 4 über das Schwenkrohr 1 dem Förderrohr 7 zugeführt wird.

Durch Wiederholung der obigen Vorgänge wird danach der Beton kontinuierlich dem Beton-Förderrohr 7 zugeliefert.

Da bei der dargestellten Schieberanordnung weder die Lager 5, 5′ noch die Antriebsvorrichtung 6 an der Seite der Betonzylinder 4, 4′ angeordnet sind, besteht bei der Bestimmung des Schwenkradius R des Schwenkrohrs 1 keinerlei Veranlassung, eine Behinderung durch die Betonzylinder 4, 4′ zu berücksichtigen, so daß dieser Schwenkradius R mit einem (einer) theoretisch optimalen Maß oder Größe gewählt werden kann.

Fig. 2 ist ein Teilquerschnitt längs der Linie B-B in Fig. 1 (in Richtung der Pfeile gesehen) zum Zweck der Bestimmung verschiedener Dimensionsparameter. Darin sind mit R ein Schwenkradius des S-förmigen Schwenkrohrs 1, mit D ein Durchmesser der Öffnungen der betreffenden Betonzylinder 4, 4′ und mit L ein Mittenabstand der beiden Öffnungen der Betonzylinder bezeichnet.

Da - wie erwähnt - die vorderen und hinteren Lager 5 bzw. 5′ und die Antriebsvorrichtung 6 an der Seite des Beton- Förderrohrs 7 des S-förmigen Schwenkrohrs 1 angeordnet sind und diese Teile durch die Betonzylinder 4, 4′ nicht behindert sind, sind innerhalb des mechanisch zulässigen Bereichs des Schwenkradius R des Schwenkrohrs 1, d. h. im Bereich von L/2 ≦ R ≦ ∞, die folgenden Bedingungen erfüllt:

Da bei der Schieberanordnung gemäß der dargestellten Ausführungsform der Schwenkradius R des Schwenkrohrs 1 minimiert und daher das Volumen bzw. die Menge des Restbetons nach den Fig. 1 und 2 (vgl. den in strichpunktierten Linien schraffierten Abschnitt) klein sein kann, kann eine Beton-Restmenge reduziert sein.

Da weiterhin der Schwenkradius R des S-förmigen Schwenkrohrs 1 minimiert ist und daher der Krümmungsradius eines gekrümmten Rohrabschnitts des Schwenkrohrs 1 groß sein kann, ist es möglich, den Beton zügiger durch die Zwangsförder­ rohre fließen zu lassen, das Volumen des durch das Schwenken des Schwenkrohrs 1 ausgestoßenen Betons zu verringern und damit den beim Ansaugen von Beton im Schiebergehäuse 2 entstehenden Beton-Leerraum zu verkleinern und mithin auch den Beton zügig oder gleichmäßig aus dem Schiebergehäuse 2 in die Betonzylinder 4, 4′ anzusaugen.

Da bei der erfindungsgemäßen Schieberanordnung ein S-förmiges Schwenkrohr mittels zweier (vorderer und hinterer) Lager, die an der Seite eines Beton-Förderrohrs angeordnet sind, schwenkbar gelagert ist und diese Lager, wie beschrieben, an der Seite des Förderrohrs angeordnet sind, kann der Schwenkradius R des Schwenkrohrs 1 im Vergleich zur bisherigen Anordnung, bei welcher gemäß Fig. 3 ein Lager an der Seite der Betonzylinder 4, 4′ angeordnet ist, ausreichend klein sein, und das Ansaugen von Beton kann mithin zügig erfolgen, wobei auch ein Widerstand geben ein Fließen des Betons durch das S-förmige Schwenkrohr 1 klein sein kann.

Da zudem bei der Schieberanordnung die Antriebsvorrichtung 6 für das Schwenkrohr 1 zwischen den beiden, an der Seite des Beton-Förderrohrs 7 angeordneten (vorderen und hinteren) Lagern angeordnet ist und der Raum zwischen den beiden Lagern 5, 5′ somit für den Einbau der Antriebs­ vorrichtung 6 genutzt wird, kann die Gesamtlänge der Schieberanordnung im Vergleich zur bisherigen Anordnung, bei welcher die Antriebsvorrichtung 6 auswärts der beiden Lager 5, 5′ (an der Seite des Beton-Förderrohrs) angeordnet ist (vgl. Fig. 5), verkürzt sein.

Bei der erfindungsgemäßen Schieberanordnung kann außerdem aufgrund des minimierten Schwenkradius R des Schwenkrohrs 1 das Volumen des (zurückbleibenden) Restbetons (vgl. strichpunktiert schraffierte Abschnitte in den Fig. 1 und 2) verkleinert sein.

Infolge des minimierten Schwenkradius R des Schwenkrohrs 1 und des demzufolge vergrößerten Krümmungsradius des gekrümmten Rohrabschnitts des Schwenkrohrs 1 ist es darüber hinaus möglich, den Beton zügig bzw. gleichmäßig durch ein Zwangsförderrohr fließen zu lassen, die durch die Schwenkbewegung des Schwenkrohrs 1 im Schiebergehäuse 2 ausgestoßene Betonmenge zu verkleinern, den im Schiebergehäuse 2 entstehenden Mangel oder Leerraum zu verkleinern und das Ansaugen von Beton aus dem Schiebergehäuse 2 zu den Betonzylindern 4, 4′ zu vergleichmäßigen.

Claims (2)

1. Schieberanordnung bei einer Betonpumpe zum Steuern des Betonflusses zwischen einem Fülltrichter (3) und zwei nebeneinander liegenden Betonzylindern (4, 4′) sowie zwischen diesen Betonzylindern (4, 4′) und einem Beton-Förderrohr (7) durch Verschwenken eines S-förmigen Schwenkrohrs (1) innerhalb eines Schiebergehäuses (2), wobei das S-förmige Schwenkrohr (1) mit Hilfe von zwei an der Seite des Beton- Förderrohrs (7) angeordneten Lagern (5, 5′) schwenkbar gelagert ist und eine Antriebsvorrichtung (6) für das S-förmige Schwenkrohr (1) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (6) für das S-förmige Schwenkrohr (1) zwischen diesen beiden Lagern (5, 5′) angeordnet ist.

2. Schieberanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn ein Durchmesser von zwei in der Wand des Schiebergehäuses (2) vorgesehenen Öffnungen, die jeweils mit den Betonzylindern (4, 4′) in Verbindung stehen und die selektiv mit einer Einlaßöffnung des S-förmigen Schwenkrohrs (1) in Verbindung bringbar sind, mit D, ein Mittenabstand dieser Öffnungen mit L und ein Schwenkradius des S-förmigen Schwenkrohrs (1) mit R bezeichnet werden, die Beziehung erfüllt ist.