Misch- und Druckluftfördergerät

Abstract

 Das insbesondere zum Mischen und Fördern von Dickstoffen mit geringem Wassergehalt geeignete Gerät weist einen an eine Förderleitung angeschlossenen, ein Rührwerk ent­haltenden und mit Druckluft beaufschlagbaren Mischkessel (24), einen Antriebsmotor (20), einen durch den Antriebsmotor ange­triebenen Kompressor (21) für die Erzeugung der Druckluft, mindestens eine durch den Antriebsmotor angetriebene Hydropumpe (10, 15) sowie einen über eine Druckleitung der Hydro­pumpe mit Drucköl beaufschlagbaren Hydromotor (30) für den Antrieb des Rührwerks auf. Der Ölstrom zum Hydromotor ist so regelbar, daß bei steigendem oder bei mindestens einen einstellbaren Sollwert übersteigendem Druck in der Druckleitung bzw. im Mischkessel der Hydromotor lang­samer läuft oder stehenbleibt. Um ein blockiertes Rührwerk freizufahren ist die Drehrichtung des Hydromotors automa­tisch umkehrbar.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Misch- und Druckluftförder­gerät, insbesondere für Mörtel oder Beton, mit einem mit Mischgut beschickbaren, an eine Förderleitung ange­schlossenen, ein Rührwerk enthaltenden und mit Druckluft beaufschlagbaren Mischkessel, einem Antriebsmotor, einem durch den Antriebsmotor angetriebenen Kompressor für die Erzeugung der Druckluft, mindestens einer durch den Antriebsmotor angetriebenen Hydropumpe und einem über eine Druckleitung der Hydropumpe mit Drucköl beauf­schlagbaren Hydromotor für den Antrieb des Rührwerks.

[0002] Misch- und Druckluftfördergeräte dieser Art dienen in der Bauindustrie zur Mischung und Förderung von Dick­stoffen, insbesondere von Dickstoffen mit geringem Was­sergehalt wie Mörtel, Estrich-Beton oder dergleichen. Das beispielsweise aus Sand und einem Bindemittel beste­hende Mischgut wird unter Wasserzugabe über eine Einfüll­öffnung dem Mischkessel zugeführt. Dort wird bei laufen­dem Rührwerk das Mischgut gründlich durchmischt. Zur Förderung wird nach Fertigstellung der Mischung der Deckel des Mischkessels geschlossen, der Kompressor eingeschaltet und die komprimierte Luft dem Mischkessel zugeführt. Der Dickstoff wird in Form von Pfropfen geför­dert, die von Druckluftpolstern unterbrochen werden sobald die Schaufel des Rührwerks das Austreten von Material in die Förderleitung blockiert.

[0003] Wird als Antriebsmotor ein Dieselmotor verwendet, so wird mit dem Einschalten des Kompressors gleichzeitig dessen Drehzahl erhöht, um eine größere Druckluftmenge zu erzeugen und damit den Arbeitszyklus der Maschine zu verkürzen. Die Erhöhung der Motordrehzahl hat zur Folge, daß auch die Hydropumpe und damit der Hydromotor des Rührwerks schneller laufen. Eine Drehzahlerhöhung des Rührwerks bei Beginn der Förderung ist jedoch un­günstig, da der fertig gemischte Dickstoff beim Beauf­schlagen mit Druckluft dem Rührwerk einen beträchtlich höheren Widerstand entgegensetzt, wodurch sich die Lei­stungsaufnahme des Hydromotors erhöht. Da aus Kostengrün­den in der Praxis Misch- und Druckluftfördergeräte mit möglichst geringer Motorantriebsleistung ausgelegt wer­den, kommt es durch die erhöhte Leistungsanforderung zu einem unerwünschten Absinken der Motordrehzahl, unter ungünstigen Umständen sogar zu einem Abwürgen des Diesel­motors.

[0004] Bei Geräten mit elektrischem Antriebsmotor kommt es durch das Zuschalten des Kompressors und das dadurch bedingte erhöhte Lastmoment am Rührwerk zu einer starken Erhöhung der Stromaufnahme. Dies kann bei schwach dimen­sionierten Motoren zu einem Ansprechen der Sicherungen führen.

[0005] Bei bekannten Geräten regelt man deshalb die Leistungs­aufnahme des Kompressors herunter oder setzt Kompressoren geringerer Leistung ein, jedoch wird dann die Förderlei­stung der Maschine reduziert und damit der Arbeitszyklus verlängert.

[0006] Zudem kann es zu einer Überlastung des Antriebsmotors kommen, wenn sich z.B. grobe Steine zwischen den Schaufeln des Rührwerks und der Wand des Mischkessels verklemmen, wenn versehentlich vor Befüllen des Mischkessels vergessen wird Wasser zuzugeben oder wenn die Beschickung mit Misch­gut zu schnell erfolgt. Sitzt das Rührwerk vollständig fest, so muß der Mischkessel von Hand mühsam entleert werden, bevor weitergearbeitet werden kann.

[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Misch- und Druckluftfördergerät der eingangs angegebenen Art zu entwickeln, dessen Antriebsmotor unter Erhaltung einer hohen Misch- und Förderleistung wirksam vor Überlastung geschützt ist.

[0008] Zur Lösung der Aufgabe werden die im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1 bis 4 angegebenen Merkmale vorge­schlagen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiter­bildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

[0009] Der erfindungsgemäßen Lösung liegt die Erkenntnis zu­grunde, daß bei Misch- und Druckluftfördergeräten mit hydraulischer Kraftübertragung durch die Regelbarkeit des Ölstroms zum Hydromotor in Abhängigkeit von dem auf das Rührwerk wirkenden Lastmoment die Leistungsaufnahme der Hydropumpe stets soweit begrenzt werden kann, daß es nicht zu einer Überlastung des Antriebsmotors kommt.

[0010] Dabei muß der Ölstrom derart geregelt werden, daß bei steigendem oder bei mindestens einen einstellbaren Soll­wert übersteigendem Lastmoment die Drehzahl des Hydromo­tors kontinuierlich oder stufenweise abnimmt. Als Regel­größe dient zweckmäßig der Öldruck in der Druckleitung.

[0011] Um insbesondere bei Beginn des Fördervorgangs eine Über­lastung des Antriebsmotors zu verhindern kann zusätzlich oder alternativ dazu der Ölstrom zum Hydromotor in Ab­hängigkeit vom Luftdruck im Mischkessel regelbar sein. Übersteigt z.B. der Luftdruck im Mischkessel den einstell­baren Sollwert eines in der verbraucherseitigen Hydraulik­leitung mindestens einer Hydropumpe angeordneten und über eine Steuerleitung mit dem Mischkessel verbundenen Umsteuerventils, so kann diese Hydropumpe auf drucklosen Umlauf geschaltet und dadurch die Drehzahl und die Lei­stungsaufnahme des Rührwerks reduziert werden. Bei Verwen­dung von Verstellpumpen ist eine stufenlose Drehzahlrege­lung vorteilhaft.

[0012] Das Rührwerk läuft bei Förderbeginn zweckmäßig mit redu­zierter Drehzahl, da bedingt durch den hohen Füllungsgrad des Mischkessels laufend Dickstoff vor die Austrittsöff­nung der Förderleitung rutscht, so daß ein schnelles Zufördern durch das Rührwerk nicht notwendig ist. Auch läßt sich durch die Drehzahlreduzierung die Beanspruchung von Mischkessel und Rührwerk und damit deren Verschleiß senken.

[0013] Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird als Antriebsmotor ein Verbrennungsmotor, insbesondere ein Dieselmotor eingesetzt, dessen Drehzahl während des kombinierten Förder- und Mischbetriebs erhöht wird, um eine größere Druckluftmenge für die Dickstofförderung zu erzeugen.

[0014] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfin­dung kann die Kraftübertragung vom Antriebsmotor durch mindestens zwei gemeinsam angetriebene Hydropumpen erfol­gen, die zweckmäßig als Konstantpumpen ausgebildet sind. Da bei Verwendung von Konstantpumpen die Drehzahl des Hydromotors nicht kontinuierlich veränderbar ist, kann die Verringerung der Drehzahl stufenweise durch Umschalten einer oder mehrerer Hydropumpen auf drucklosen Umlauf erfolgen, beispielsweise sobald das Lastmoment am Rührwerk einen bestimmten vorgegebenen Sollwert erreicht oder übersteigt.

[0015] Durch ein steigendes Lastmoment am Rührwerk steigt auch der Druck in den Druckleitungen zwischen den Hydropumpen und dem Hydromotor. Der Druck in einer der Druckleitungen kann über eine Steuerleitung einem einstellbaren Druckab­schaltventil zugeführt werden, das zusammen mit einem zu dieser Druckleitung hin öffnenden Rückschlagventil in der verbraucherseitigen Hydraulikleitung einer weiteren Hydropumpe angeordnet sein kann. Bei Erreichen des einge­stellten Drucks läßt das Druckabschaltventil den Ölstrom dieser Hydropumpe zum Tank hin abfließen.

[0016] Wird eine als Verstellpumpe ausgebildete Hydropumpe ver­wendet, so läßt sich deren Verdrängungsvolumen umgekehrt proportional zu dem in der Druckleitung zwischen Hydro­pumpe und Hydromotor aufgebauten Druck stufenlos regeln.

[0017] Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht eine Umkehr der Drehrichtung des Hydromotors vor, sobald das Rührwerk blockiert wird, z.B. durch einen größeren Stein, der sich zwischen Schaufeln und Mischkesselwand verklemmt. Die Umkehr der Drehrichtung kann zweckmäßig mittels eines in der Druckleitung des Hydromotors angeord­neten Umsteuerventils erfolgen, das über einen Drucksensor ansteuerbar sein kann, der bei Uberschreiten eines vorge­gebenen Drucksollwerts in der Druckleitung anspricht.

[0018] Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Er­findung kann die gesamte Druckölzufuhr zum Hydromotor zum Tank geleitet werden, sobald ein an der Einfüllöff­nung des Mischkessels angeordneter Schutzgrill geöffnet wird. Eine derartige Maßnahme dient insbesondere der Unfallverhütung, indem sie ein Hineingreifen in den Misch­kessel bei laufendem Rührwerk verhindert. Zweckmäßig erfolgt die Ableitung des Drucköls zum Tank mit Hilfe eines federgespannten Wegeventils, dessen Feder sich beim Öffnen des Schutzgrills durch Umschalten des Wegeven­tils entspannt.

[0019] Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeich­nung in schematischer Weise dargestellten Ausführungs­beispiels näher erläutert.

[0020] Die einzige Figur zeigt ein Schaltschema einer hydrau­lischen Kraftübertragung für ein Misch- und Druckluft­fördergerät.

[0021] Das in der Zeichnung dargestellte Misch- und Fördergerät besteht im wesentlichen aus einem mit Mischgut beschick­baren, an eine Förderleitung 31 angeschlossenen, ein Rührwerk 25 enthaltenden und mit Druckluft beaufschlag­baren Mischkessel 24, einem als Dieselmotor ausgebildeten Antriebsmotor 20, einem durch den Antriebsmotor antreib­baren Kompressor 21 für die Erzeugung der Druckluft, sowie zwei gemeinsam durch den Antriebsmotor 20 angetrie­benen Hydropumpen 10,15, die über Druckleitungen 11,12,13 den Hydromotor 30 für den Antrieb des Rührwerks 25 mit Drucköl beaufschlagen. Zwischen Hydromotor 30 und Rührwerk 25 ist ein Untersetzungsgetriebe 37 angeordnet.

[0022] Die Beschickung des Mischkessels 24 mit Mischgut erfolgt über die mit einem Schutzgrill 26 versehene Einfüllöff­nung 22. Für die Beaufschlagung des Mischkessels 24 mit Druckluft ist ausgehend vom Kompressor 21 eine im oberen Bereich des Mischkessels 24, sowie in der Austrittsöffnung 28 mündende Druckluftzuleitung 29 vorgesehen. Während des Fördervorgangs wird der Dickstoff in Pfropfenform, abschnittsweise von Druckluftpolstern unterbrochen, durch die Förderleitung 31 zur Baustelle gefördert.

[0023] Um bei Beginn des Fördervorgangs die Drehzahl des Rühr­werks 25 verringern zu können, ist in der Druckleitung 13 der Hydropumpe 15 ein einstellbares Wegeventil 27 angeordnet, das bei Erreichen eines vorgegebenen Luft­drucks im Mischkessel 24 über eine Leitung 46 pneumatisch umschaltbar ist. Nach Umschalten des Wegeventils 27 för­dert die Hydropumpe 15 den Ölstrom direkt über die Leitung 33 zum Tank 34.

[0024] Steigt das auf das Rührwerk 25 wirkende Lastmoment, so steigt auch die Belastung des Hydromotors 30 und damit bei gleichbleibender Förderung der Hydropumpen 10,15 der Öldruck in den Druckleitungen 11,12,13 sowie in der zum Druckabschaltventil 40 führenden Steuerleitung 35. Erreicht der Druck einen zuvor am Druckabschaltventil 40 eingestellten Wert, so schaltet das Druckabschaltventil 40 um. Die von der Hydropumpe 15 geförderte Ölmenge fließt über die Rücklaufleitung 33 direkt zum Tank 34 zurück. Das Rückschlagventil 45 verhindert dabei, daß die von der Hydropumpe 10 geförderte Ölmenge ebenfalls über das Druckabschaltventil 40 zum Tank 34 gefördert wird.

[0025] Beim Öffnen eines an der Eintrittsöffnung 22 des Mischkes­sels 24 vorgesehenen Schutzgrills 26 wird die Feder des im weiteren Verlauf der Druckleitung 12 angeordneten federfixierten Wegeventils 32 durch Umschalten des Ventils 32 entlastet. Bei entlasteter Feder sind beide Hydropumpen 10,15 auf drucklosen Umlauf geschaltet.

[0026] Im weiteren Verlauf der Druckleitung 12 ist ein Umsteuer­ventil 17 angeordnet, mit dem sich die Drehrichtung des Hydromotors 30 umkehren läßt. Das Umsteuerventil 17 wird über einen, auf den Druck in der Druckleitung 12 anspre­chenden Drucksensor 19 angesteuert. Beim Blockieren des Rührwerks 25 steigt das Lastmoment am Rührwerk und damit der Druck in der Druckleitung 12 schnell an. Bei Erreichen eines am Druckabschaltventil 40 eingestellten Drucksoll­werts wird zuerst die Hydropumpe 15 über das Druckab­schaltventil 40 auf drucklosen Umlauf geschaltet. Da hierdurch jedoch die Ursache der Blockierung nicht besei­tigt wird, erhöht sich der Druck in der Druckleitung 12 so lange weiter, bis über den Drucksensor 19 das Um­steuerventil 17 angesteuert wird. Das Umsteuerventil 17 schaltet um und der Hydromotor 30 und damit das Rühr­werk 25 laufen rückwärts, bis nach Ablauf einer gewissen Zeitdauer das Umsteuerventil 17 erneut angesteuert wird, so daß der Hydromotor 30 wieder vorwärts läuft. Durch das kurzzeitige Rückwärtslaufen wird die Blockierung in aller Regel beseitigt.

Ansprüche

1. Misch- und Druckluftfördergerät, insbesondere für Mörtel oder Beton, mit einem mit Mischgut beschick­baren, an eine Förderleitung angeschlossenen, ein Rührwerk enthaltenden und mit Druckluft beaufschlag­baren Mischkessel, einem Antriebsmotor, einem durch den Antriebsmotor angetriebenen Kompressor für die Erzeugung der Druckluft, mindestens einer durch den Antriebsmotor angetriebenen Hydropumpe und einem über eine Druckleitung der Hydropumpe mit Drucköl beaufschlagbaren Hydromotor für den Antrieb des Rühr­werks, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölstrom zum Hydromotor (30) in Abhängigkeit von dem auf das Rühr­werk (25) wirkenden Lastmoment regelbar ist, daß bei steigendem oder bei mindestens einen einstell­baren Sollwert übersteigendem Lastmoment die Dreh­zahl des Hydromotors (30) kontinuierlich oder stufen­weise abnimmt.

2. Misch- und Druckluftfördergerät, insbesondere für Mörtel oder Beton, mit einem mit Mischgut beschick­baren, an eine Förderleitung angeschlossenen, ein Rührwerk enthaltenden und mit Druckluft beaufschlag­baren Mischkessel, einem Antriebsmotor, einem durch den Antriebsmotor angetriebenen Kompressor für die Erzeugung der Druckluft, mindestens einer durch den Antriebsmotor angetriebenen Hydropumpe und einem über eine Druckleitung der Hydropumpe mit Drucköl beaufschlagbaren Hydromotor für den Antrieb des Rühr­werks, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Ölstrom zum Hydromotor (30) in Abhängigkeit vom Druck in der Druckleitung (11,12) so regelbar ist, daß bei steigendem oder bei mindes­tens einen einstellbaren Sollwert übersteigendem Druck die Drehzahl des Hydromotors (30) kontinuier­lich oder stufenweise abnimmt.

3. Misch- und Druckluftfördergerät, insbesondere für Mörtel oder Beton, mit einem mit Mischgut beschick­baren, an eine Förderleitung angeschlossenen, ein Rührwerk enthaltenden und mit Druckluft beaufschlag­baren Mischkessel, einem Antriebsmotor, einem durch den Antriebsmotor angetriebenen Kompressor für die Erzeugung der Druckluft, mindestens einer durch den Antriebsmotor angetriebenen Hydropumpe und einem über eine Druckleitung der Hydropumpe mit Drucköl beaufschlagbaren Hydromotor für den antrieb des Rühr­werks, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölstrom zum Hydro­motor (30) nach Maßgabe des im Mischkessel (24) aufge­bauten Luftdrucks so regelbar ist, daß bei steigendem oder mindestens einen einstellbaren Sollwert überstei­gendem Luftdruck die Drehzahl des Hydromotors (30) kontinuierlich oder stufenweise abnimmt.

4. Misch- und Druckluftfördergerät, insbesondere für Mörtel oder Beton, mit einem mit Mischgut beschick­baren, an eine Förderleitung angeschlossenen, ein Rührwerk enthaltenden und mit Druckluft beaufschlag­baren Mischkessel, einem Antriebsmotor, einem durch den Antriebsmotor angetriebenen Kompressor für die Erzeugung der Druckluft, mindestens einer durch den Antriebsmotor angetriebenen Hydropumpe und einem über eine Druckleitung der Hydropumpe mit Drucköl beaufschlagbaren Hydromotor für den Antrieb des Rühr­werks, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtung des Hydromotors (30) bei Überschreiten eines vorgegebenen Drucksollwerts in der Druckleitung (12) umkehrbar ist.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Druckölzufuhr zum Hydromotor 30) (bei Überschreiten eines vorgegebenen Drucksoll­werts in der Druckleitung (11,12) und/oder beim Öff­nen eines im Bereich einer Einfüllöffnung des Misch­kessels (24) angeordneten Schutzgrills (26) abschalt­bar ist.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­kennzeichnet, daß der Antriebsmotor (20) als Verbren­nungsmotor, vorzugsweise als Dieselmotor ausgebildet ist.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­gekennzeichnet durch mindestens zwei durch den Antriebs­motor (20) gemeinsam angetriebene Hydropumpen (10,15), deren Ölströme bei niedrigen, in der Druckleitung (11,12) und/oder im Mischkessel (24) herrschenden Drücken parallel geschaltet sind und bei Überschreiten mindesens eines einstellbaren Drucksollwerts in der Druckleitung (11,12) und/oder im Mischkessel (24) par­tiell auf drucklosen Umlauf umschaltbar sind.

8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der verbraucherseitigen Hydraulikleitung (13) mindes­tens einer der Hydropumpen (10,15) ein über den Druck in der Druckleitung (11,12) ansteuerbares, einstellbares Druckabschaltventil (40) und ein zur Druckleitung (11,12) hin öffnendes Rückschlagventil (45) angeordnet ist.

9. Gerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der verbraucherseitigen Hydraulikleitung (13) mindestens einer der Hydropumpen (10,15) ein auf einen vorgegebenen Drucksollwert einstellbares, durch den Druck im Mischkessel (24) vorzugsweise pneumatisch oder hydraulisch ansteuerbares Umsteuerventil (27) angeordnet ist.

10. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Hydropumpe (15) als Verstellpumpe ausgebildet ist, deren Verdrängungsvolumen umgekehrt proportional zu dem in der Druckleitung (12) aufgebau­ten Druck stufenlos regelbar ist.

11. Gerät nach einem der Ansprüche 4 bis 10, gekennzeichnet durch ein in der Druckleitung (12) des Hydromotors (30) angeordnetes, die Drehrichtung des Hydromotors (30) vorzugsweise alternierend umkehrendes Umsteuer­ventil (17).

12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Umsteuerventil (17) über einen auf den Druck in der Druckleitung (12) des Hydromotors (30) ansprechen­den Drucksensor (19) ansteuerbar ist.

Zeichnung