[0001] Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Antriebs-steuerung einer Zweizylinder-Dickstoffpumpe,
deren Pumpenkolben zu im Gegentakt erfolgenden Füll- und Förderhüben mittels je eines
Antriebszylinders antreibbar sind, die hydraulisch in Reihe geschaltet sind, und mit
den weiteren, im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten, gattungsbestimmenden
Merkmalen.
[0002] Eine derartige Einrichtung zur Antriebssteuerung ist in Verbindung mit einer Betonpumpe
durch die DE 38 14 824 A1 bekannt.
[0003] Bei der bekannten Antriebs-Steuerungseinrichtung ist zur zyklischen Steuerung der
von den beiden Förderzylindern alternierend ausgeführten Füll- und Förderhübe ein
hydraulisch ansteuerbares Umschaltventil vorgesehen, das durch alternierende Beaufschlagung
mit Steuerdruck und Druckentlastung zweier Steuerkammern zwischen alternativen Funktionsstellungen
0 und I umschaltbar ist, in denen der Kolben jeweils eines der Antriebszylinder den
dem Füllhub des durch diesen angetriebenen Förderzylinders und der Kolben des anderen
Antriebszylinders den dem Förderhub des durch diesen angetriebenen Förderzylinders
entsprechenden Arbeitshübe ausführen.
[0004] Zur diesbezüglichen Druckbeaufschlagung der Steuerkammern des Umschaltventils sind
zwei ihrerseits druckgesteuerte Vorsteuerventile vorgesehen, die alternierend einen
Steuerdruck-Impuls an eine der beiden Steuerkammern des Haupt-Umschaltventils abgeben,
wann immer der Kolben eines der beiden Antriebszylinder in seine dem Ende des Füllhubes
des von ihm angetriebenen Förderzylinders oder dem Ende des Förderhubes dieses Förderzylinders
entsprechende Endstellungen einläuft. Diese Steuerdruck-Impulse sind dem Pegel nach
durch die Druckdifferenz bestimmt, die in der jeweiligen Endstellung des Antriebszylinderkolbens
zwischen dem bodenseitigen und dem stangenseitigen Antriebsdruckraum des jeweiligen
Antriebszylinders abgreifbar ist, sobald und solange der Antriebszylinderkolben eine
Position zwischen radialen Druck-Sensierungsbohrungen einnimmt, deren eine jeweils
von dem Kolben überfahren werden muß. Damit das Umschaltventil zwischen jeweils nacheinander
erzeugten Umschalt-Druckimpulsen in seiner für die jeweilige Betriebsphase der Dickstoffpumpe
vorgesehenen Schaltstellung 0 oder I bleibt, ist eine Rasteinrichtung vorgesehen,
deren Haltekraft durch die Beaufschlagung der Steuerkammern mit den Steuerdruck-Impulsen
jeweils überwunden werden muß.
[0005] Die bekannte Antriebs-Steuereinrichtung ist aufgrund ihres insoweit geschilderten
Aufbaus und der sich daraus ergebenden Funktion mit zumindest den folgenden Nachteilen
behaftet:
[0006] Wird die Dickstoffpumpe auf relativ niedrigem Antriebsdruck-Niveau betrieben, was
der Fall ist, wenn das Fördermedium relativ niederviskos ist und/oder nur geringfügige
Höhenunterschiede zu überwinden sind, wie es z.B. beim Verpumpen von Fließestrich
oder Mörtel üblich ist, mit der Folge, daß die Druckdifferenz zwischen boden- und
stangenseitigem Antriebsdruckraum des jeweiligen Antriebszylinders entsprechend niedrig
bleibt, können Schaltfehler auftreten, deren Vermeidung zusätzlichen technischen Aufwand,
z.B. eine Überwachung der Kolbenpositionen mittels elektrischer Endschalter erfordert.
[0007] Nachteilig ist weiter, daß es, um in den beiden möglichen Endstellungen des Kolbens
desjenigen Antriebszylinders, der zur Hub-Überwachung ausgenutzt wird, die Druckdifferenz
zwischen seinem bodenseitigen und seinem stangenseitigen Antriebsdruckraum zu erfassen,
erforderlich ist, daß der Antriebskolben jeweils eine radiale Gehäusebohrung überfahren
muß, was zwangsläufig zu einem Verschleiß der Kolbendichtungen führt, der nur durch
Verwendung teurer und aufwendiger Kolbendichtungen leidlich gering gehalten werden
kann, um vertretbare Standzeiten des Antriebszylinders zu erzielen. Gleichwohl sind
relativ häufige Auswechslungen solcher aus widerstandsfähigem und relativ hartem Material
bestehender Kolbendichtungen erforderlich, was zusätzlichen Arbeitsaufwand und unerwünschte
Ausfallzeiten der Pumpe bedingt.
[0008] Es kommt hinzu, daß solche, relativ harte Dichtungen, verglichen mit sogenannten
Weichdichtungen, eine schlechtere Dichtwirkung haben, mit der Folge, daß das Volumen
des Schaukelöls, das zwischen den durch die hydraulische Hintereinanderschaltung miteinander
in ständig kommunizierender Verbindung stehenden Antriebsdruckräumen der beiden Antriebszylinder
sich relativ stark verändern kann, vorwiegend durch einen Übertritt von Hydrauliköl
aus den im Betrieb unter dem höheren Druck stehenden stangenseitigen Antriebsdruckräumen
der beiden Antriebszylinder in deren bodenseitige Antriebsdruckräume, so daß entsprechend
häufig eine Nacheinstellung des optimalen Schaukelölvolumens oder zusätzlicher Aufwand
für eine automatische Volumenkorrektur erforderlich ist.
[0009] Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine zur Antriebssteuerung einer Dickstoffpumpe
geeignete Einrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß bei
gleichwohl einfachem Aufbau derselben eine erhöhte Funktionszuverlässigkeit der Dickstoffpumpe
erzielt und das Erfordernis von Wartungsarbeiten deutlich reduziert wird.
[0010] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs
1 gelöst.
[0011] Hiernach sind die zur Ansteuerung des Umschaltventils vorgesehenen Vorsteuerventile
als durch den/die Kolben mindestens eines der beiden hydraulischen Antriebszylinder
mechanisch gegen die von einem Rückstellelement entfaltete Rückstellkraft, die das
jeweilige Vorsteuerventil in dessen Grundstellung drängt, betätigbare 2-Stellungsventile
ausgebildet, die in der durch die mechanische Betätigung durch den Antriebszylinderkolben
eingenommene Schaltstellung durch Druckbeaufschlagung einer Steuerkammer hydraulisch
verriegelbar sind.
[0012] Zusätzlich zu der hydraulischen Verriegelung kann eine deren Funktion unterstützende,
mit mäßiger Haltekraft wirksame, mechanische Rasteinrichtung vorgesehen sein, die
eine kraft-formschlüssige Fixierung der hydraulisch verriegelten Schaltstellung vermittelt.
[0013] Hierdurch wird, mechanisch gleichsam zwangsgesteuert und daher unabhängig von dem
sich einstellenden Betriebsdruck, eine zuverlässige Umschaltung der Vorsteuerventile
und damit auch Umschaltung des die Antriebsdruckversorgung der beiden hydraulischen
Antriebszylinder vermittelnden Umschaltventils erzielt und damit eine weitgehende
Sicherung gegen Fehlschaltungen gewährleistet. Da eine Sensierung der Druckdifferenz
zwischen dem jeweils stangenseitigen Antriebsdruckraum und dem bodenseitigen Antriebsdruckraum
des jeweiligen Antriebszylinders nicht erforderlich ist, mithin von den Kolbendichtungen
zu überfahrende Mündungsöffnungen radialer Gehäusekanäle nicht vorhanden sind, können
als Kolbendichtungen ohne weiteres Dichtungen aus relativ weichem Material verwendet
werden, die eine erhöhte Dichtwirkung entfalten können, so daß auch insoweit eine
erhöhte Funktionszuverlässigkeit der Dickstoffpumpe insgesamt erzielt wird, da Korrekturen
des Schaukelölvolumens weniger häufig erforderlich sind und auch die Zeitspannen,
nach denen die Kolbendichtungen ausgewechselt werden müssen, wesentlich vergrößert
werden.
[0014] Die hydraulische Verriegelung und Entriegelung der Vorsteuerventile wird auf einfache
Weise dadurch erzielt, daß die Druckbeaufschlagung der Steuerkammer des jeweils zu
verriegelnden Vorsteuerventils über einen in der Grundstellung des jeweils anderen
Vorsteuerventils freigegebenen Durchflußpfad erfolgt, über den der Ausgangsdruck des
Druckversorgungsaggregats in die Steuerkammer des zu verriegelnden Ventils einkoppelbar
ist, und daß die Druckentlastung der Steuerkammer desjenigen Vorsteuerventils, in
dessen Grundstellung die Steuerkammer des zu verriegelnden Vorsteuerventils mit Steuerdruck
beaufschlagt ist, über einen Durchflußpfad des zu verriegelnden bzw. verriegelten
Vorsteuerventils erfolgt, der in der durch die mechanische Betätigung dieses Vorsteuerventils
freigegeben wird.
[0015] In der durch die Merkmale des Anspruchs 2 angegebenen Bauweise der Vorsteuerventile
und Art der Betätigung derselben sind diese in einer für die Montage günstigen Position
außerhalb des Gehäuses der/des Antriebszylinder(s) am Boden und/ oder der stangenseitigen
Endstirnwand des Zylindergehäuses montierbar.
[0016] Wenn die beiden Vorsteuerventile jeweils an der Außenseite des Bodens des jeweiligen
Antriebszylinders montiert sind, können diese, wie gemäß Anspruch 4 vorgeschlagen
auch mit dem Umschaltventil und/oder einem zur Einleitung und Beendigung des Förderbetriebes
der Dickstoffpumpe vorgesehenen EIN-/AUS-Schaltventil zu einem Steuerventilblock zusammengefaßt
sein, der als schon vormontierte Baueinheit an die beiden Antriebszylinder ansetzbar
ist. Entsprechendes gilt sinngemäß, wenngleich mit der Einschränkung eines verringerten
Montageraumes für eine Anordnung einer solchen Steuerventil-Einheit an derjenigen
Stirnseite der Antriebszylinder, an der die Kolbenstangen aus dem Zylindergehäuse
austreten.
[0017] Alternativ hierzu kann auch die durch die Merkmale des Anspruchs 5 angegebene Anordnung
beider Steuerventile an einem Antriebszylinder zweckmäßig sein, z.B. dann, wenn die
Pumpe auf einem Fahrzeug montiert ist und die hydraulischen Steuerelemente von einer
Fahrzeugseite her zugänglich sein sollen.
[0018] In Kombination mit der durch die Merkmale des Anspruchs 6 angegebenen, einfachstmöglichen
und funktionssicheren Gestaltung des Umschaltventils ist die gemäß Anspruch 7 vorgesehene
hydraulische Funktionskopplung der Vorsteuerventile besonders einfach und zweckmäßig.
[0019] In Kombination mit der hierzu alternativen Gestaltung des Umschaltventils gemäß dem
Merkmal des Anspruchs 8 mit zwei Steuerkammern, die die Verwendung einer Rückstellfeder
mit relativ geringer Vorspannung und Federrate zur Auswahl der Anfahrstellung des
Umschaltventils erlaubt, ist die gemäß Anspruch 9 vorgesehene hydraulische Funktionskopplung
der Vorsteuerventile besonders geeignet.
[0020] Für beide Einsatzfälle sind einfache, als 3/2-Wege-Ventile desselben Typs ausgebildete
Vorsteuerventile geeignet.
[0021] Ein gemäß Anspruch 11 gestaltetes EIN-/AUS-Schaltventil ist sowohl als handgesteuertes
Ventil wie auch als elektrisch ansteuerbares Ventil für eine Integration in eine die
Vorsteuerventile und das Umschaltventil umfassende Steuerventil-Einheit geeignet.
[0022] Entsprechendes gilt sinngemäß für eine durch die Merkmale des Anspruchs 12 der Funktion
nach umrissene, durch die Merkmale der Ansprüche 13 und 14 in konstruktiven und hydraulisch-schaltungstechnischen
Einzelheiten näher spezifizierte Ausgleichsventilanordnung, mittels derer auf einfache
Weise - durch Handbetätigung - im Betrieb der Dickstoffpumpe die Einstellung des optimalen
Schaukelöl-Volumens möglich ist.
[0023] Ein aus Sicherheitsgründen generell zweckmäßiges, zu der Druckversorgungspumpe hydraulisch
parallel geschaltetes Druckbegrenzungsventil kann auch zu einer bedarfsgerechten Einspeisung
von Schaukelöl ausgenutzt werden, die derart erfolgt, daß eine maximale Menge von
Schaukelöl in die miteinander hydraulisch verbundenen Antriebsdruckräume der Antriebszylinder
eingespeist wird, so daß die Kolben beider Antriebszylinder ihre hiermit verknüpften
Endstellungen erreichen und anschließend einer der beiden Antriebszylinder derart
mit Antriebsdruck beaufschlagt wird, daß der von ihm aufgenommene Anteil des Schaukelöls
über das Druckbegrenzungsventil in den Vorratsbehälter des Druckversorgungsaggregats
zurückverdrängt wird.
[0024] Auch von einer Einrichtung zur Antriebssteuerung einer Zweizylinder-Dickstoffpumpe
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 16 ausgehend, bei der gleichsam das Druckversorgungsaggregat
die Funktion des Umschaltventils mit übernimmt und seinerseits mit einer Stelleinrichtung
versehen ist, durch deren Ansteuerung mit den Druck-Ausgangssignalen der Vorsteuerventile
die Förderrichtung des Druckversorgungsaggregats zum einen oder anderen Antriebszylinder
der Dickstoffpumpe hin bestimmbar ist wird die der Erfindung zugrunde liegende, eingangs
genannte Aufgabe durch die den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 entsprechende
Merkmalskombination gelöst. Bei dieser Antriebssteuerung kann in Sinngemäßer Abwandlung
derselben auch ein einfach wirkender Hydrozylinder als Stelleinrichtung für die als
Betriebsdruckquelle vorgesehene Reversierpumpe eingesetzt werden.
[0025] Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele
sowohl dem Grundgedanken nach als auch hinsichtlich baulicher und funktioneller Einzelheiten
näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Antriebssteuerung betreibbare Zweizylinder-Dickstoffpumpe
in schematisch vereinfachter Draufsicht, teilweise im Schnitt längs einer die zentralen
Achsen ihrer Antriebs- und Förderzylinder enthaltenden Längsmittelebene und
- Fig. 2 und 2a
- das Hydraulikschaltbild des hydraulischen Antriebs-und Steuerteils der Dickstoffpumpe
gemäß Fig. 1 in verschiedenen Konfigurationen der Funktionsstellungen von Steuerventilen
und Antriebskolben, zur Erläuterung der Funktion der Einrichtung zur Antriebssteuerung
der Dickstoffpumpe gemäß Fig. 1 und
- Fig. 3
- das Hydraulikschaltbild des hydraulischen Antriebs- und Steuerteils eines weiteren
Ausführungsbeispiels, bei dem als Druckversorgungsaggregat eine in zwei alternativen
Förderrichtungen betreibbare Verstellpumpe vorgesehen ist, deren Förderrichtungen
mittels eines hydraulisch ansteuerbaren Stellzylinders einstellbar sind.
[0026] Die in der Fig. 1 insgesamt mit 10 bezeichnete Dickstoffpumpe ist als Kolben-Pumpe
mit zwei linearen Förderzylindern 11 und 12 ausgebildet, zu deren Antrieb zwei als
doppelt wirkende Differentialzylinder ausgebildete hydraulische Antriebszylinder 13
und 14 vorgesehen sind, deren Kolben 16 und 17 über Kolbenstangen 18 und 19 mit dem
Kolben 21 und 22 der Förderzylinder 11 und 12 - je einzeln - starr verbunden sind.
[0027] Die Förderzylinder 11 und 12 der Dickstoffpumpe 10 sind mittels der hydraulischen
Antriebszylinder 13 und 14 derart - im "Gegentakt" - antreibbar, daß ihre Kolben 21
und 22 abwechselnd Füll- und Förderhübe ausführen, durch die aus einem nicht dargestellten
Material-Aufgabebehälter das Fördergut - z.B. Beton - in die Pumpenkammern 23 und
24 der Förderzylinder 11 und 12 übernommen und aus diesen in eine einzige Förderleitung
26 verdrängt wird, die z.B. über eine lediglich schematisch angedeutete Rohrweiche
27 im Takt der Förderhübe mit den Pumpenkammern 23 und 24 der beiden Förderzylinder
11 und 12 in kommunizierende Verbindung gelangt. Ein während des Füllhubes des jeweiligen
Förderzylinders 11 oder 12 die kommunizierende Verbindung seiner Pumpenkammer 23 oder
24 mit dem Materialaufgabebehälter vermittelndes, während des Förderhubes des jeweiligen
Förderzylinder 11 oder 12 diese Verbindung wieder absperrendes Schieberelement und
die Rohrweiche 27, die ihrerseits die kommunizierende Verbindung der Förderleitung
26 mit jeweils der Pumpenkammer 23 oder 24 desjenigen Förderzylinders 11 oder 12 vermittelt,
dessen Kolben 21 oder 22 den Förderhub ausführt, können hierbei gemeinsam angetrieben
sein, z.B. mittels eines weiteren, nicht dargestellten, doppelt wirkenden Antriebszylinders.
Die beiden Förderzylinder 11 und 12 können aber auch in der Art von Kolbenpumpen gestaltet
sein, die mit je einem Eingangs- und einem Ausgangs-Rückschlagventil versehen sind,
die als Kugel- oder Teller-Rückschlagventile ausgebildet sein können.
[0028] Zwischen den Förderzylindern 11 und 12 und deren Antriebszylindern 13 und 14, die
mit parallelem Verlauf ihre jeweils gemeinsamen zentralen Längsachsen 28 und 29 unmittelbar
nebeneinander angeordnet sind, ist ein von freien Abschnitten 18' und 19' der Kolbenstangen
durchsetzter Wasserkasten 31 angeordnet, inerhalb dessen sich Fördergut, das aufgrund
von unvermeidbaren Undichtigkeiten der Kolben 21 und 22 der Förderzylinder 11 und
12 in den von den Kolbenstangen 18 und 19 durchsetzten Raum der Förderzylinder 11
und 12 übergetreten sein kann, absetzen kann und, sofern es an den Kolbenstangen 18
und 19 hängen geblieben sein sollte, durch deren Bewegungen innerhalb des im Wasserkasten
31 enthaltenen Wasser abgespült werden kann, wodurch zuverlässig vermieden wird, daß
Fördergut in die stangenseitigen Antriebskammern 32 und 33 der Antriebszylinder 13
und 14 "eingeschleppt" werden kann. Durch diesen Wasserkasten 31 wird auch eine Schmierung
der Kolben und eine Kühlung sowohl der Antriebszylinder 13 und 14 als auch der Förderzylinder
11 und 12 erzielt.
[0029] Zur Antriebs-Steuerung der Antriebszylinder 13 und 14 der Dickstoffpumpe 10 ist eine
in der Fig. 1 lediglich schematisch, in schaltungstechnischen Einzelheiten in der
Fig. 2, auf die nunmehr ebenfalls Bezug genommen sei, dargestellte, insgesamt mit
34 bezeichnete hydraulische Steuereinheit vorgesehen, die, im Sinne einer Folgesteuerung
selbsttätig einen periodisch wechselnden Anschluß der stangenseitigen Antriebskammern
32 und 33 der Antriebszylinder 13 und 14 an den Hochdruckausgang 36 einer Druckversorgungspumpe
37 und deren drucklosen Vorratsbehälter 38 vermittelt, derart, daß während die eine
stangenseitige Antriebskammer 32 oder 33 des jeweiligen Antriebszylinders 13 oder
14 dem hohen Ausgangsdruck der Druckversorgungspumpe 37 ausgesetzt ist, die stangenseitige
Antriebskammer 33 oder 32 des jeweils anderen Antriebszylinders 14 oder 13 zum drucklosen
Vorratsbehälter 38 des Druckversorgungsaggregats hin druckentlastet ist.
[0030] Die bodenseitigen Antriebskammern 39 und 41 sind durch eine Druckleitung 42 permantent
miteinander kommunizierend verbunden, wobei die Mündungsöffnungen 43 und 44, über
die die Druckleitung 42 in die bodenseitigen Antriebskammern 39 und 41 der beiden
Antriebszylinder 13 und 14 mündet, in unmittelbarer Nähe des jeweiligen Zylinderbodens
46 und 47 oder am Zylinderboden selbst angeordnet sind und von den Kolben 16 und 17
der beiden Antriebszylinder 13 und 14, wenn diese in ihre bodenseitigen Endstellungen
einlaufen, nicht überfahren werden können.
[0031] Durch diese hydraulische Verbindung der beiden Antriebszylinder 13 und 14 sind diese
hydraulisch in Reihe geschaltet, so daß zur Antriebssteuerung beider Antriebszylinder
13 und 14 ein einziges Umschaltvenil 48 genügt.
[0032] Dieses Umschaltventil 48, über das im Förderbetrieb der Dickstoffpumpe 10 deren im
wesentlichen aus den beiden Antriebszylindern 13 und 14 bestehender hydraulischer
Leistungskreis versorgt wird, ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel als druckgesteuertes
4/2-Wege-Ventil ausgebildet, das durch alternative und im Takt der Füll- und Förderhübe
der Förderzylinder 11 und 12 und deren Antriebszylinder 13 und 14 alternierende Druckbeaufschlagung
und -entlastung zweier Steuerkammern 49 und 51 zwischen seinen möglichen Funktionsstellungen
0 und I umschaltbar ist; in die eine dieser Funktionsstellungen, die auch als Grundstellung
0 für den Anfahrbetrieb der Dickstoffpumpe 10 genutzt ist, wird das Umschaltventil
48 durch eine Ventilfeder 52 gedrängt, die nur eine relativ schwache (Rück-)Stellkraft
zu entfalten vermag, die gegenüber der aus einer Beaufschlagung der einen, gemäß Fig.
2 linken Steuerkammer 51 des Umschaltventils 48 mit dem Ausgangsdruck der Pumpe 37
resultierenden Stellkraft, durch die das Umschaltventil 48 in seine Funktionsstellung
I umschaltbar ist, zwar klein ist, jedoch dem Betrage nach ausreicht, um das Umschaltventil
in der Funktionsstellung 0 zu halten, solange die beiden Steuerkammern 49 und 51 drucklos
oder mit demselben Steuerdruck beaufschlagt sind, wobei die aus einer Beaufschlagung
der anderen, rechten Steuerkammer 49 des Umschaltventils 48 mit dem Ausgangsdruck
der Druckversorgungspumpe 37 resultierende Stellkraft, die das Umschaltventil 48 in
dessen Funktionsstellung 0 drängt, dem Betrage nach etwa der aus der Druckbeaufschlagung
der linken Steuerkammer 51 resultierenden Stellkraft entspricht und daher ebenfalls
groß gegen diejenige der Ventilfeder 52 ist.
[0033] Zur Sicherung des Umschaltventils 48 gegen ein Ausrücken aus seiner jeweils eingenommenen
Funktionsstellung 0 oder I für den Fall eines Druckabfalls in der jeweils mit Steuerdruck
beaufschlagten Steuerkammer 51 oder 49 können nicht dargestellte Rasteinrichtungen
vorgesehen sein, die kraft-formschlüssig wirken und eine mäßige Haltekraft entfalten,
die nur einem Teil der maximalen Rückstellkraft der Rückstellfeder 52 entspricht.
[0034] In der Grundstellung 0 des Umschaltventils 48 ist der am Hochdruckausgang 36 der
Druckversorgungspumpe 37 bereitstellbare Antriebsdruck über einen in dieser Grundstellung
0 freigegebenen, den P-Versorgungsanschluß 53 des Umschaltventils 48 mit dessen B-Ausgang
54 verbindenden Durchflußpfad 56 und eine den B-Ausgang 54 des Umschaltventils 48
mit der stangenseitigen Antriebskammer 32 des gemäß Fig. 2 rechten Antriebszylinders
13 verbindende Druckmittel-Leitung 57 in die stangenseitige Antriebskammer 32 des
Antriebszylinders 13 einkoppelbar und gleichzeitig die stangenseitige Antriebskammer
33 des gemäß Fig. 2 linken Antriebszylinders 14 über eine zweite Druckmittelleitung
58 und einen A-Ausgang 59 des Umschaltventils 48 mit dessen drucklosem T-Anschluß
61 verbindenden Durchflußpfad 62 zum drucklosen Vorratsbehälter 38 der Druckversorgungspumpe
37 hin druckentlastet.
[0035] Diese Funktionsstellung 0 des Umschaltventils 48, die auch seine federzentrierte
Grundstellung ist, ist demjenigen Betriebszustand der Dickstoffpumpe 10 zugeordnet,
in welcher deren einer, "rechter" Antriebszylinder 13 seinen Einzugshub und damit
der eine Förderzylinder 11 seinen Füllhub ausführt, während der Kolben 17 des gemäß
Fig. 2 linken Antriebszylinders 14 seinen Auswärtshub und damit der mit diesem bewegungsgekoppelte
Kolben des anderen Förderzylinders 12 seinen Förderhub ausführt.
[0036] In der Schaltstellung I, die das Umschaltventil 48 einnimmt, wenn seine gemäß Fig.
2 linke Steuerkammer 51 dem hohen Ausgangsdruck der Druckversorgungspumpe 37 ausgesetzt
und seine rechte Steuerkammer 49 druckentlastet ist, ist über einen in dieser Funktionsstellung
I freigegebenen Strömungspfad 63 des Umschaltventils 48 die stangenseitige Antriebskammer
33 des linken Antriebszylinders 14 mit dem hohen Ausgangsdruck der Druckversorgungspumpe
37 beaufschlagbar, während die stangenseitige Antriebskammer 32 des rechten Antriebszylinders
13 über den in dieser Funktionsstellung I des Umschaltventils freigegebenen weiteren
Strömungspfad 64 druckentlastet ist. Diese Funktionsstellung I des Umschaltventils
48 ist demjenigen Betriebszustand der Dickstoffpumpe 10 zugeordnet, in welcher deren
"linker" Antriebszylinder 14 seinen Einzugshub und der durch diesen angetriebene Förderzylinder
12 seinen Füllhub ausführt, während der rechte Antriebszylinder 13 seinen Auswärtshub
und der durch den rechten Antriebszylinder 13 angetriebene Förderzylinder 11 seinen
Förderhub ausführt.
[0037] Zur hydraulischen Ansteuerung des Umschaltvenils 48 durch alternative Druckbeaufschlagung
und -entlastung seiner Steuerkammern 49 und 51 sind zwei, diesen sowie den beiden
Antriebszylindern 13 und 14 je einzeln zugeordnete Vorsteuerventile 66 und 67 vorgesehen,
die mechanisch durch die Kolben 16 und 17 der beiden Antriebszylinder betätigbar,
d.h. aus einer federzentrierten Grundstellung 0 gegen die Rückstellkraft einer Ventilfeder
68 bzw. 69 in eine Schaltstellung I umschaltbar sind und in dieser Schaltstellung
I hydraulisch verriegelbar sind. Zusätzlich zu der hydraulischen Verriegelung kann
eine deren Funktion unterstützende, mit mäßiger Haltekraft wirksame, mechanische Rasteinrichtung
vorgesehen sein, die eine kraft-formschlüssige Fixierung der hydraulisch verriegelten
Schaltstellung vermittelt. Diese Vorsteuerventile 66 und 67 sind beim Ausführungsbeispiel
gemäß den Fig. 1 und 2 außenseitig an die Zylinderböden 46 und 47 der Antriebszylinder
13 und 14 montiert und sind mit axial in die bodenseitigen Antriebsdruckräume 39 und
41 der Antriebszylinder 13 und 14 hineinragenden Betätigungsstößeln 71 bzw. 72 versehen,
die durch zentrale Bohrungen 73 bzw. 74 des jeweiligen Zylinderbodens 46 bzw. 47 druckdicht
verschiebbar hindurchtreten. Die Umschaltung des jeweiligen Vorsteuerventils 66 und
67 aus dessen Grundstellung 0 in seine Schaltstellung erfolgt somit jeweils dann,
wenn der Kolben 16 bzw. 17 des rechten Antriebszylinders 13 oder des linken Antriebszylinders
14 sich seiner bodenseitigen Endstellung nähert, hierbei auf den Ventilbetätigungsstößel
71 oder 72 auftrifft und diesen zur Umschaltbetätigung des jeweiligen Vorsteuerventils
66 bzw. 67 axial verschiebt, wobei die Endstellung erreicht wird, sobald das jeweilige
Vorsteuerventil geschaltet hat und dadurch das Umschaltventil zur Bewegungsumkehr
der Antriebszylinderkolben 16 und 17 umgeschaltet hat.
[0038] Die hydraulische Verriegelung des jeweiligen Vorsteuerventils 66 oder 67 in der durch
die Umschaltung eingenommenen Schaltstellung I erfolgt durch Einkopplung von Steuerdruck
in je eine Steuerkammer 76 bzw. 77 des jeweiligen Vorsteuerventils 66 bzw. 67.
[0039] Die Vorsteuerventile sind als 3/2-Wege-Ventile ausgebildet, in deren Grundstellung
0 ein Strömungspfad 78 bzw. 79 freigegeben ist, über den der hohe Ausgangsdruck der
Druckversorgungspumpe 37 zum einen in eine der beiden Steuerkammern 49 oder 51 des
Umschaltventils 48 eingekoppelt ist, wodurch dieses in seine Funktionsstellung 0 bzw.
seine Schaltstellung I umschaltbar ist, und zum anderen in die Steuerkammer 76 bzw.
77 des jeweils anderen Vorsteuerventils 66 bzw. 67 eingekoppelt ist, wodurch dieses
Vorsteuerventil 66 oder 67 jeweils in seiner Schaltstellung I verriegelt ist.
[0040] In der Schaltstellung I des jeweiligen Vorsteuerventils 66 bzw. 67 sind die über
dieses ansteuerbare Steuerkammern 49 bzw. 51 des Umschaltventils 48 sowie die Steuerkammer
77 bzw. 76 des jeweils anderen Vorsteuerventils 67 bzw. 66 druckentlastet, wodurch
das jeweilige Vorsteuerventil wieder in seine Grundstellung 0 gelangt und somit wieder
auf eine mechanische Umschaltung gleichsam vorbereitet ist.
[0041] Zum Ein- und Ausschalten des Förderbetriebes der Dickstoffpumpe 10 ist ein von Hand
umschaltbares oder elektrisch ansteuerbares EIN-/AUS-Schaltventil 81 vorgesehen, das
als 2/2-Wege-Ventil mit offener Grundstellung 0 und sperrender Schaltstellung I ausgebildet
ist, wobei in der Grundstellung 0 dieses Schaltventils 81 der Hochdruck-Ausgang 36
der Druckversorgungspumpe 37 mit dem drucklosen Vorratsbehälter 38 verbunden ist,
so daß die Pumpe 37 in der Grundstellung 0 des Schaltventils 81 im Umlaufbetrieb arbeitet
und die Antriebszylinder 13 und 14 nicht mit Antriebsdruck beaufschlagbar sind, während
in der sperrenden Schaltstellung I des Schaltventils 81 der Ausgangsdruck der Hochdruckpumpe
37 am P-Anschluß 53 des Umschaltventils 48 ansteht und über die Vorsteuerventile 66
und 67 auch in jeweils eine der Steuerkammern 49 oder 51 des Umschaltventils 48 sowie
eine der Steuerkammern 76 und 77 der Vorsteuerventile 66 und 67 eingekoppelt ist.
[0042] Zur Erläuterung der Funktion der insoweit anhand der Figuren 1 und 2 ihrem Aufbau
nach beschriebenen Dickstoffpumpe 10 sei als Ausgangszustand, aus dem heraus der Förderbetrieb
der Dickstoffpumpe 10 beginnen soll, der durch die Fig. 2 repräsentierte Funktionszustand
ihrer hydraulischen Antriebs-Einrichtung angenommen, in dem das Umschaltventil 48
und die Vorsteuerventile 66 und 67 ihre dargestellten Grundstellungen 0 einnehmen,
in denen die Steuerkammern 49 und 51 des Umschaltventils 48 sowie die Steuerkammern
76 und 77 der Vorsteuerventile 66 und 67 drucklos sind. Für die Antriebskolben 16
und 17 der beiden Antriebszylinder 13 und 14 ist jeweils eine Position zwischen ihren
möglichen Endstellungen angenommen. Die Hochdruckpumpe 37 sei schon im Betrieb, wobei
sich jedoch das Ein-/Aus-Schaltventil 81 noch in seiner Grundstellung 0 befindet,
in der die Pumpe 37 im Umlaufbetrieb arbeitet und somit auch am P-Anschluß des Umschaltventils
kein Antriebsdruck ansteht.
[0043] Durch das Umschalten des EIN-/AUS-Schaltventils 81 in dessen sperrende Funktionsstellung
I wird der Umlaufbetrieb der Druckversorgungspumpe 37 beendet und deren Druckversorgungs-Betrieb
eingeleitet in dem der am Hochdruck-Ausgang 36 der Pumpe 37 sich aufbauende hohe Druck
am P-Anschluß 53 des Umschaltventils 48 ansteht und über dessen Durchflußpfad 56 und
die Druckmittelleitung 57 in die stangenseitige Antriebskammer 32 des einen "rechten"
Antriebszylinders 13 eingekoppelt ist, und die stangenseitige Antriebskammer 33 des
anderen - "linken" - Antriebszylinders 14 über die Druckmittelleitung 58 und den anderen,
in der Grundstellung 0 des Umschaltventils 48 freigegebenen Durchflußpfad 62 mit dem
Tank-Anschluß 61 des Umschaltventils und über die Rücklaufleitung 82 mit dem drucklosen
Vorratsbehälter 38 des Druckversorgungsaggregats 37, 38 verbunden ist. Der Kolben
16 des rechten Antriebszylinders 13 führt den mit dem Füllhub des Förderzylinders
11 verknüpften, zum Boden 46 des Antriebszylinders 13 hin gerichteten Einzugshub aus,
wodurch aus der bodenseitigen Antriebskammer 39 dieses Antriebszylinders 13 Druckmedium
über die Druckleitung 42 in die bodenseitige Antriebskammer 41 des anderen Antriebszylinders
14 verdrängt wird, dessen Kolben 17 dadurch seinen mit dem Förderhub des Förderzylinders
12 verknüpften Auswärtshub ausführt.
[0044] Über die zunächst in ihrer Grundstellung 0 befindlichen Vorsteuerventile 66 und 67
sind über deren Durchflußpfade 78 und 79 zunächst auch beide Steuerkammern 49 und
51 mit dem sich am Druckausgang 36 der Hochdruckpumpe 37 aufbauenden Druck beaufschlagt,
wobei das Umschaltventil jedoch - im wesentlichen - durch die Wirkung der Ventilfeder
52 in seiner Grundstellung 0 verharrt. Gleichzeitig sind auch die Steuerkammern 76
und 77 beider Vorsteuerventile 66 und 67 mit dem hohen Ausgangsdruck der Pumpe 37
beaufschlagt, mit der Folge, daß die beiden Vorsteuerventile 66 und 67 in ihre Schaltstellungen
I umschalten, wodurch die Steuerkammern 49 und 51 des Umschaltventils 48 wieder druckentlastet
werden, desgleichen auch die Steuerkammern 76 und 77 der Vorsteuerventile 66 und 67,
mit der Folge, daß in dieser Anlaufphase das Umschaltventil 48 in seiner Grundstellung
0 gehalten bleibt und die beiden Antriebszylinder 13 und 14 weiterhin ihren Einzugshub
bzw. ihren Auswärtshub ausführen.
[0045] Durch das Einlaufen des Kolbens 16 des rechten Antriebszylinders 13 in seine bodenseitige
Endstellung wird das an diesem Antriebszylinder 13 montierte Vorsteuerventil 66 in
seine Schaltstellung I umgeschaltet, in der nunmehr die Steuerkammer 77 des am linken
Antriebszylinder 14 bodenseitig montierten Vorsteuerventils 67 über einen in der Schaltstellung
I des Vorsteuerventils 66 des rechten Antriebszylinders 13 freigegebenen Durchflußpfad
83 und eine Entlastungsleitung 84 zum Vorratsbehälter 38 hin druckentlastet ist und
auch diejenige Steuerkammer 49 des Umschaltventils 48 druckentlastet ist, durch deren
Druckbeaufschlagung eine mit der Kraft der Ventilfeder 52 gleichgerichtete Schaltkraft
erzeugbar ist. Durch die Druckentlastung seiner Steuerkammer 77 wird das Vorsteuerventil
67 des linken Steuerzylinders 14 nunmehr durch seine Ventilfeder 69 sicher in seiner
Grundstellung 0 gehalten, in der über den Durchflußpfad 79 dieses Vorsteuerventils
67 der Ausgangsdruck der Pumpe 37 auch in die Steuerkammer 76 des am rechten Antriebszylinder
13 montierten Vorsteuerventils 66 eingekoppelt, das hierdurch hydraulisch in seiner
Schaltstellung I - gegen die Wirkung seiner Ventilfeder 68 - verriegelt wird. Des
weiteren ist über das in seiner Grundstellung 0 befindliche Vorsteuerventil 67 nunmehr
auch diejenige Steuerkammer 51 des Umschaltventils 48 mit hohem Druck beaufschlagt,
wodurch das Umschaltventil 48 in seine Schaltstellung I umgeschaltet wird, in der
nunmehr über dem in dieser Funktionsstellung I des Umschaltventils freigegebenen Durchflußpfad
63 des Umschaltventils 48 die stangenseitige Antriebskammer 33 des linken Antriebszylinders
14 dem hohen Ausgangsdruck der Druckversorgungspumpe 37 ausgesetzt ist und die stangenseitige
Antriebskammer 32 des rechten Antriebszylinders 13 über die Druckmittelleitung 57
und den zweiten in der Schaltstellung I des Umschaltventils 48 freigegebenen Durchflußpfad
64 zum Vorratsbehälter 38 des Druckversorgungsaggregats 37, 38 druckentlastet ist,
mit der Folge, daß nunmehr der linke Antriebszylinder 14 seinen mit dem Füllhub des
einen Förderzylinders 12 verknüpften Einzugshub ausführt und der Kolben 16 des rechten
Antriebszylinders, angetrieben durch das aus der bodenseitigen Antriebskammer 41 des
linken Antriebszylinders 14 und die Druckleitung 42 in die bodenseitige Antriebskammer
39 des rechten Antriebszylinders 13 verdrängte Schaukelöl, seinen mit dem Förderhub
des mit ihm verbundenen Förderzylinders 11 verknüpften Auswärtshub ausführt.
[0046] Die mit diesem Funktionszustand der Dickstoffpumpe 10 verknüpfte Konfiguration der
Schaltstellungen des Umschaltventils 48 und der beiden Vorsteuerventile 66 und 67
sowie die Positionen der Antriebszylinderkolben 16 und 17 unmittelbar nach der Bewegungsumkehr,
wobei der Kolben 16 des rechten Antriebszylinders 13 von dem Betätigungsstößel 71
des an ihm montierten Vorsteuerventils 66 schon wieder abgehoben hat, das jedoch wegen
der hydraulischen Verriegelung in seiner Schaltstellung I gehalten bleibt, ist in
der Fig. 2a dargestellt.
[0047] Sobald nunmehr der Kolben 17 des linken Antriebszylinders 14 in seine bodenseitige
Endstellung gelangt, wird das von ihm betätigbare Vorsteuerventil 67 in seine Schaltstellung
I mechanisch umgeschaltet, in der nunmehr über den in dieser freigegebenen Strömungspfad
86 zum einen die Steuerkammer 76 des anderen Vorsteuerventils 66 druckentlastet ist,
wodurch die zuvor bestehende hydraulische Verriegelung dieses Vorsteuerventils 66
in seiner Schaltstellung I aufgehoben wird und dieses Vorsteuerventil 66 in seine
Grundstellung 0 zurückschaltet, in der über den in dieser Grundstellung 0 freigegebenen
Strömungspfad 78 zum einen die Steuerkammer 77 des zuvor mechanisch betätigten Vorsteuerventils
67 mit hohem Druck beaufschlagt und dieses Vorsteuerventil 67 dadurch in seiner Schaltstellung
I verriegelt ist und zum anderen diejenige Steuerkammer 49 des Umschaltventils 48
hohem Druck ausgesetzt ist, durch deren Druckbeaufschlagung das Umschaltventil 48
in seine Grundstellung 0 zurückschaltbar ist. Gleichzeitig ist auch die andere Steuerkammer
51 des Umschaltventils 48 über das am linken Antriebszylinder 14 montierte Vorsteuerventil
67 zum Vorratsbehälter 37 des Druckversorgungsaggregats hin druckentlastet, so daß
das Umschaltventil 48 auch zuverlässig in seine Grundstellung 0 umschaltet, in der
die beiden Antriebszylinder 13 und 14 nunmehr wieder mit umgekehrter Bewegungsrichtung
ihrer Kolben 16 und 17 angetrieben sind. Das hydraulische Antriebssystem der Dickstoffpumpe
10 befindet sich nunmehr in seinem "eingeschwungenen" Betriebszustand, in dem die
beiden Förderzylinder 11 und 12 periodisch alternierend ihre Füll- und Förderhübe
ausführen, die durch die erläuterte hydraulische Folgesteuerung selbsttätig gesteuert
sind.
[0048] Da die in den bodenseitigen Antriebskammern 39 und 41 eingeflossene Hydrauliköl-Menge,
die als sogenanntes Schaukelöl im Betrieb der Dickstoffpumpe ständig von der einen
zur anderen Kammer verdrängt wird, sich ändern kann, sei es im Sinne einer Vergrößerung,
weil Hydrauliköl, das in den stangenseitigen Antriebskammern 32 und 33 der beiden
Antriebszylinder 13 und 14 unter höherem Druck steht als in deren bodenseitigen Antriebskammern
39 und 41 und daher mit höherer Wahrscheinlichkeit in diese übertritt, sei es im Sinne
einer Verringerung, die durch Leckölverluste oder durch schadensbedingte Undichtigkeiten
im Schaukelölkreis zustande kommen kann, ist es erforderlich, derartige Mengen-Änderungen
wieder ausgleichen zu können.
[0049] Diese Problematik ist dieselbe, wenn, wie gestrichelt angedeutet, die Antriebssteuerung
der Antriebszylinder 13 und 14 über deren bodenseitige Antriebskammer 39 und 41 erfolgt,
denen der Antriebsdruck über die Druckversorgungsleitungen 57' und 58' zuführbar ist
und die stangenseitigen Antriebskammern 32 und 33 der beiden Antriebszylinder 13 und
14 über eine Druckleitung 42' permantent kommunizierend miteinander verbunden sind
und das Schaukelöl zwischen diesen hin- und her verdrängt wird.
[0050] Zur diesbezüglichen Ein- und Nachstellung der jeweils benötigten Schaukelölmenge
ist bei dem zur Erläuterung gewählten Ausführungsbeispiel ein von Hand umschaltbares
Ausgleichsventil 87 vorgesehen, das als 3/3-Wege-Ventil ausgebildet ist, das als sperrende
Neutralstellung 0 eine Mittelstellung hat und zwei alternative Schaltstellungen I
und II, in deren einer - der Schaltstellung I - Hydrauliköl mittels der Hochdruckpumpe
37 über eine Ausgleichsleitung 88, die an die Verbindungsleitung 42 angeschlossen
ist, in die bodenseitigen Antriebskammern 39 und 41 der beiden Antriebszylinder 13
und 14 verdrängbar ist, und in deren anderer - der Schaltstellung II - Hydrauliköl
aus den beiden bodenseitigen Antriebskammern 39 und 41 über die Ausgleichsleitung
88 und einen in dieser Schaltstellung II freigegebenen Durchflußpfad 89 zum drucklosen
Vorratsbehälter 38 des Druckversorgungsaggregats 37, 38 hin ablaßbar ist.
[0051] Zwischen das Ausgleichsventil 87 und die Ausgleichsleitung 88 ist ein Rückschlagventil
91 geschaltet, das durch relativ höheren Druck am leitungsseitigen Anschluß 92 als
in der Ausgleichsleitung 88 bzw. den bodenseitigen Antriebskammern 39 und 41 der beiden
Antriebszylinder 13 und 14 in Öffnungsrichtung betätigbar ist und durch relativ höheren
Druck in der Ausgleichsleitung 88 als an diesem Ventilanschluß 92 in seine Sperrstellung
gedrängt ist und in der Schaltstellung II des Auslgeichsventils 87, in der Hydrauliköl
aus dem Schaukelölkreis ablaßbar sein muß, mechanisch entsperrt ist.
[0052] Des weiteren ist ein zu der Hochdruckpumpe 37 hydraulisch parallel geschaltetes Druckbegrenzungsventil
93 vorgesehen, durch das der Ausgangsdruck der Pumpe 37 auf einen vorgegebenen Grenzwert
von z.B. 200 bar begrenzt ist, bei dessen Überschreiten das Überdruckventil 93 einen
zum Vorratsbehälter 38 führenden Entlastungs-Pfad 94 freigibt.
[0053] Nimmt die Menge des Schaukelöls, das in den bodenseitigen Antriebskammern 39 und
41 der beiden Antriebszylinder 13 und 14 enthalten ist, zu, so führt dies dazu, daß
die Dickstoffpumpe 10 "irgendwann" stehenbleibt, da einer der beiden Antriebszylinderkolben
16 oder 17 nicht mehr so weit in die Nähe seiner bodenseitigen Endstellung gelangen
kann, daß das jeweilige Vorsteuerventil 66 oder 67 noch betätigt werden kann. In diesem
Fehlfunktionsfall kann davon ausgegangen werden, daß sich einer der beiden Antriebszylinderkolben
16 oder 17 in seiner bodenfernen Endstellung befindet. Zur Behebung dieses Fehlfunktionszustandes
ist es dann lediglich erforderlich, während die Hochdruckpumpe 37 im Druckversorgungsbetrieb
arbeitet, das Ausgleichsventil 87 so lange - von Hand - in seine Funktionsstellung
II zu schalten, bis die Dickstoffpumpe 10 wieder anläuft.
[0054] Der andere mögliche Fehlfunktionsfall, daß die Schaukelölmenge, z.B. aufgrund einer
Undichtigkeit im Schaukelölkreis abgenommen hat, ist daran erkennbar, daß die Förder-
und Füllhübe der Dickstoffpumpe 10 dem Betrage nach geringer werden. Dieser Fehlfunktionsfall
kann - während die Dickstoffpumpe 10 in Betrieb ist - dadurch beseitigt - kompensiert
- werden, daß das Ausgleichsventil 87, gegebenenfalls mehrfach, für kurze Zeitspannen
in seine Funktionsstellung I umgeschaltet wird, in der Hydrauliköl über einen in dieser
Funktionsstellung I freigegebenen Durchflußpfad 96 über die Ausgleichsleitung 88 in
die Verbindungsleitung 42 und über diese in die bodenseitigen Antriebskammern 39 und
41 der beiden Antriebszylinder 13 und 14 hinein verdrängt werden kann. Eine derartige
Umschaltung des Ausgleichsventils 87 wird hierbei so oft wiederholt, bis wieder die
Maximalwerte der Füll- und Förderhübe der Dickstoffpumpe erzielt werden.
[0055] Alternativ zu der insoweit geschilderten Gestaltung der Dickstoffpumpe 10, bei der
die Vorsteuerventile 66 und 67 ihrer hydraulischen Antriebseinheit jeweils dann mechanisch
betätigt und in der durch die mechanische Betätigung erreichten Funktionsstellungen
hydraulisch verriegelt werden, wenn die Kolben 16 oder 17 der beiden hydraulischen
Antriebszylinder 13 und 14 in ihre bodenseitige Einstellung einlaufen, ist auch eine
Gestaltung der hydraulischen Antriebseinheit 13, 14, 48, 36 mit äquivalenter Funktion
dahingehend möglich, daß die Vorsteuerventile 66 und 67 einem einzigen der Antriebszylinder
13 oder 14 zugeordnet sind und eines dieser beiden Vorsteuerventile dann betätigt
wird, wenn der Antriebszylinderkolben 16 oder 17 in seine bodenseitige Endstellung
einläuft und das andere der beiden Vorsteuerventile dann betätigt wird, wenn derselbe
Antriebszylinderkolben 16 oder 17 in seine bodenferne Endstellung einläuft.
[0056] Wenn zum alternativen Anschluß der Förderzylinder 11 und 12 an die Förderleitung
26 eine Rohrweiche vorgesehen ist, wie eingangs erläutert, so kann auch diese Rohrweiche
durch die Druckausgangssignale der Vorsteuerventile 66 und 67 gesteuert werden.
[0057] Zur Erläuterung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Einrichtung zur Antriebssteuerung
einer ihrem grundsätzlichen Aufbau nach anhand der Fig. 1 erläuterten Zweizylinder-Dickstoffpumpe
10 sei nunmehr auf die Fig. 3 Bezug genommen, in der eine zu der hydraulischen Steuereinheit
34 gemäß Fig. 2 funktionsanaloge hydraulische Steuereinheit insgesamt mit 34' bezeichnet
ist.
[0058] Soweit in der Fig. 3 dargestellte Bau- und Funktionselemente dieser hydraulischen
Steuereinheit 34' sowie der Antriebszylinder mit denselben Bezugszeichen belegt sind
wie in den Fig. 2 und 2a dargestellte Element der Steuereinheit 34, soll dies den
Hinweis auf deren Bau- und Funktions-Gleichheit oder -Analogie und gleichzeitig auch
den Verweis auf deren anhand der Fig. 1 bis 2a gegebene Beschreibung beinhalten, um
Wiederholungen zu vermeiden und die Beschreibung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig.
3 im wesentlichen auf dessen bauliche Unterschiede gegenüber dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 2 beschränken zu können.
[0059] Bei der hydraulischen Steuereinheit 34' gemäß Fig. 3 ist die Druckversorgungspumpe
37' als reversierbare Verstellpumpe, z.B. als Schwenkscheiben-Axialkolbenpumpe ausgebildet,
die, je nach Stellung ihrer durch den Pfeil 97 repräsentierten Schwenkscheibe in zwei
alternativen Förderrichtungen betreibbar ist, in denen je einer der beiden Versorungsanschlüsse
36' und 36'' den Hochdruckausgang und der jeweils andere den Rücklaufanschluß der
Verstellpumpe 37' bilden.
[0060] Zur Einstellung der jeweiligen Förderrichtung ist ein als doppelt wirkender hydraulischer
Linearzylinder ausgebildeter hydraulischer Stellzylinder 98 vorgesehen, dessen Kolben
99, der die axial bewegliche, druckdichte Abgrenzung der beiden Antriebskammern 101
und 102 des doppelt-wirkenden Stellzylinders 98 bildet, über eine oder beide seiner
an den Stirnseiten des Zylindergehäuses austretenden und gegen dieses druckdicht verschiebbar
abgedichteten Kolbenstangen 103 und 104, wie durch ein schematisch angedeutetes mechanisches
Betätigungsglied 106 veranschaulicht, mit der Schwenkscheibe 97 der Verstellpumpe
37' bewegungsgekoppelt ist.
[0061] Hierbei sind mit Auslenkungen des Stellzylinderkolbens 99 nach rechts Auslenkungen
der Schwenkscheibe 97 im Uhrzeigersinn verknüpft, wobei die Pumpe 37', wenn ihre Schwenkscheibe
97, von einer neutralen Mittelstellung, die durch die strichpunktiert eingezeichnete
Referenzebene 107 markiert ist, einen im Uhrzeigersinn positiv gezählten Winkelabstand
(+ ϕ) einnimmt, über ihren gemäß Fig. 3 rechten Versorgungsanschluß 36' und die Druckmittelleitung
57 Hydraulikflüssigkeit in den stangenseitigen Antriebsdruckraum 32 des rechten Antriebszylinders
13 verdrängt und über ihren linken Versorgungsanschluß 36'' aus dem stangenseitigen
Antriebsdruckraum 33 des linken Antriebszylinders 14 abströmende Hydraulik-Flüssigkeit
zum Vorratsbehälter 108 des Druckversorgungsaggregats zurückleitet, und für den Fall,
daß die Schwenkscheibe 97 von der Referenzebene 107 einen im Gegenuhrzeigersinn negativ
gezählten Winkelabstand (- ϕ) einnimmt, über ihren linken Versorgungsanschluß 36''
als Hochdruckausgang Hydraulikflüssigkeit über die Druckmittelleitung 58 zum stangenseitigen
Antriebsdruckraum 33 des linken Antriebszylinders 14 verdrängt und vom rechten Antriebszylinder
13 abströmende Hydraulikflüssigkeit über ihren nunmehr als Rücklaufanschluß wirkenden
Versorgungsanschluß 36' zum Vorratsbehälter 108 hin ableitet.
[0062] Durch die in ausgezogenen Linien dargestellte Position der Schwenkscheibe 97 und
deren gestrichtelt eingezeichnete Schwenkposition, die durch den Pfeil 97' repräsentiert
ist, sind dabei jeweils die Positionen mit maximalem Fördervolumen der Druckversorgungspumpe
37' markiert.
[0063] Zwischen die über eine Druckmittelleitung 109 permant miteinander verbundenen Eingangsanschlüsse
111 und 112 der beiden Vorsteuerventile 66 und 67, in deren jeweiliger Grundstellung
0 der jeweilige Eingangsanschluß 111 bzw. 112 über einen in dieser Grundstellung 0
freigegebenen Strömungspfad 78 bzw. 79 mit der Steuerkammer 77 bzw. 76 des jeweils
anderen Vorsteuerventils 67 bzw. 66 verbunden ist und die beiden Druckmittelleitungen
57 und 58, über die der eine Versorgungsanschluß 36' der Druckversorgungspumpe 37'
mit der stangenseitigen Antriebskammer 32 des rechten Antriebszylinders 13 bzw. der
linke Versorgungsanschluß 36'' der Druckversorgungspumpe 37' mit der stangenseitigen
Antriebskammer 33 des linken Antriebszylinders 14 verbunden sind, ist je ein Rückschlagventil
113 bzw. 114 geschaltet, das durch relativ höheren Druck am Versorgungsanschluß 36'
bzw. 36'' der Druckversorgungspumpe 37' als an den Eingangsanschlüssen 111 und 112
der beiden Vorsteuerventile 66 und 67 in Öffnungsrichtung beaufschlagt und sonst sperrend
ist. Durch diese beiden Rückschlagventile 113 und 114 wird erreicht, daß, unabhängig
von der Förderdichtung der Druckversorgungspumpe 37' an beiden Eingangsanschlüssen
111 und 112 der Vorsteuerventile 66 und 67 der jeweilige Ausgangsdruck der Druckversorgungspumpe
ansteht und als Steuerdruck für die hydraulische Verriegelung des jeweils zu verriegelnden
Vorsteuerventils 66 oder 67 nutzbar ist.
[0064] Der mit der Steuerkammer 77 des linken Vorsteuerventils 67 verbundene Steuerausgang
116, der in der Grunstellung 0 des rechten Vorsteuerventils 66 mit dessen Eingangsanschluß
111 verbunden ist, ist über eine Steuerleitung 117 mit der gemäß Fig. 3 linken Antriebskammer
102 des Stellzylinders 98 verbunden, während der in der Grundstellung 0 des linken
Vorsteuerventils 67 mit dessen Eingangsanschluß 112 kommunizierende Steuerausgang
118 des linken Vorsteuerventils 67 über eine weitere Steuerleitung 119 mit der gemäß
Fig. 3 rechten Antriebskammer 101 des Stellzylinders 98 verbunden ist.
[0065] Durch eine schwach vorgespannte Stellfeder 121, deren Stellkraft deutlich geringer
ist, als die durch eine Druckbeaufschlagung der rechten Antriebskammer 101 bei gleichzeitiger
Druckentlastung der linken Antriebskammer 102 des Stellzylinders 98 bzw. durch eine
Druckbeaufschlagung der linken Antriebskammer 102 und Druckentlastung der rechten
Antriebskammer 101 erzeugbaren Stellkräfte, wird beim dargestellten Ausführungsbeispiel
diejenige Schwenkstellung der Schwenkscheibe 97 der Druckversorgungspumpe 37' als
Anfahrstellung ausgezeichnet, in der die Druckversorgungspumpe 37' beim Anfahren der
Dickstoffpumpe 10 zunächst deren rechten Förderzylinder 11 seinen Füllhub ausführen
läßt, d.h. der rechte Antriebszylinder 13 seinen Einwärtshub ausführt.
[0066] Im stationären Betrieb arbeitet das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3, wie unmittelbar
ersichtlich, völlig anazum Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 2 und 2a.
1. Einrichtung zur Antriebssteuerung einer Zweizylinder-Dickstoffpumpe, deren Pumpenkolben
zu im Gegentakt erfolgenden Füll- und Förderhüben mittels je eines Antriebszylinders,
die hydraulisch in Reihe geschaltet sind, antreibbar sind, zu deren zyklischer Steuerung
ein hydraulisch ansteuerbares Umschaltventil vorgesehen ist, das mindestens eine Steuerkammer
hat, durch deren alternierende Beaufschlagung mit Steuerdruck und Druckentlastung
das Umschaltventil in alternative Funktionsstellungen 0 und I schaltbar ist, in denen
der Kolben jeweils eines der Antriebszylinder den dem Füllhub des durch diesen angetriebenen
Förderzylinders und der Kolben des anderen Antriebszylinders den dem Förderhub des
durch diesen angetriebenen Förderzylinders entsprechenden Arbeitshub ausführen, wobei
zur Steuerung der Druck-Beaufschlagung und -Entlastung der Steuerkammer des Umschaltventils
zwei Vorsteuerventile vorgesehen sind, deren Umschaltung beim Einlaufen der Kolben
der Antriebszylinder in deren alternative Endstellungen erfolgt,
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
a) Die Vorsteuerventile (66 und 67) sind als durch den/die Kolben (16 und/oder 17)
mindestens eines der beiden Antriebszylinder (13 und/oder 14) mechanisch gegen die
von einem Rückstellelement entfaltete Rückstellkraft, die das jeweilige Vorsteuerventil
(66, 67) in dessen Grundstellung (0) drängt, beätigbare 2-Stellungs-Ventile ausgebildet,
die in der durch die mechanische Betätigung eingenommenen Schaltstellung (I) durch
Druckbeaufschlagung einer Steuerkammer (76 oder 77) hydraulisch verriegelbar sind,
wobei die hydraulische Verriegelung durch eine, eine mäßige Haltekraft vermittelnde,
kraft-formschlüssig wirkende, mechanische Rasteinrichtung unterstützt sein kann;
b) die Druckbeaufschlagung der Steuerkammer (76 oder 77) des jeweils zu verriegelnden
Vorsteuerventils (66 oder 67) erfolgt über einen in der Grundstellung (0) des jeweils
anderen Vorsteuerventils (67 oder 66) freigegebenen Durchflußpfad (79 oder 78);
c) die Druckentlastung der Steuerkammer (76 oder 77) desjenigen Vorsteuerventils (66
oder 67), in dessen Grundstellung (0) die Steuerkammer (77 oder 76) des zu verriegelnden
Vorsteuerventils (67 oder 77) mit Steuerdruck beaufschlagt ist, erfolgt über einen
Durchflußpfad (79 oder 78) des zu verriegelnden bzw. verriegelten Vorsteuerventils
(67 oder 66), der in der durch die mechanische Betätigung dieses Vorsteuerventils
(67 oder 66) eingenommenen Funktionsstellung (I) desselben freigegeben wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Vorsteuerventile (66,67) über je einen axialen Stößel (71,72) betätigbar
sind, die druckdicht - verschiebbar durch axiale Bohrungen der/des Zylindergehäuse(s)
(73, 74), die an Endstirnwänden der/des Zylindergehäuse(s) angeordnet sind, hindurchtretend
in durch die Kolben (16, 17) der Antriebszylinder (13,14) axial beweglich begrenzte
Antriebsdruckräume (39,41 und/oder 32, 33) der Antriebszylinder (13,14) hineinragen.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Vorsteuerventile (66,67) jeweils an der Außenseite des Bodens (46,47)
des jeweiligen Antriebszylinders (13,14) montiert sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die beiden Vorsteuerventile (66,67) sowie das Umschaltventil (48)
und vorzugsweise auch ein zur Einleitung und Beendigung des Förderbetriebes der Dickstoffpumpe
(10) vorgesehenes EIN-/AUS-Schaltventile (81) zu einem Steuerventilblock zusammengefaßt
sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Vorsteuerventile (66 oder 67) am Boden (46 oder 47) des Zylindergehäuses
eines Antriebszylinders (13 oder 14) und das andere Vorsteuerventil (67 oder 66) an
der die gehäusefeste axiale Begrenzung des stangenseitigen Antriebsdruckraumes (32
oder 33) desselben Antriebszylinders bildenden Endstirnwand angeordnet sind.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (48) als 4/2-Wege-Ventil ausgebildet ist, das nur eine Steuerkammer
(51) hat, durch deren Druckbeaufschlagung das Umschaltventil (48) gegen die Rückstellkraft
einer Ventilfeder (52) aus seiner dem Förderbetrieb des einen Förderzylinders (11
oder 12) zugeordneten Grundstellung (0) in seine dem Förderbetrieb des anderen Förderzylinders
(12 oder 11) zugeordnete Schaltstellung (I) umschaltbar ist, wobei die Fixierung des
Ventilkörpers des Umschaltventils (48) in seiner Funktionsstellung (I) durch eine,
eine mäßige Haltekraft vermittelnde, kraft-formschlüssig wirkende, mechanische Rasteinrichtung
unterstützt sein kann.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Grundstellung (0) des einen Vorsteuerventils (66 oder 67) der Hochdruckausgang
(36) der Druckversorgungspumpe (37) sowohl in die Steuerkammer (51) des Umschaltventils
(48) als auch in die Steuerkammer des anderen Vorsteuerventils (67 oder 66) eingekoppelt
ist, in dessen Schaltstellung (I) das die hydraulische Verriegelung des die Druck-Ansteuerung
des Umschaltventils (48) vermittelnden Vorsteuerventils aufgehoben ist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (48) zwei Steuerkammern (49 und 51) hat, durch deren alternative
Druckbeaufschlagung und -entlastung das Umschaltventil (48) in seine alternativen
Funktionsstellungen (I und 0) umschaltbar ist, und daß eine das Umschaltventil in
seine Grunstellung (0) drängende Ventilfeder (52) vorgesehen ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Grunstellung (0) des jeweiligen Vorsteuerventils (66 oder 67) je eine
der Steuerkammern (49 bzw. 51) des Umschaltventils (48) mit der Steuerkammer (77 bzw.
76) des jeweils anderen Vorsteuerventils (67 bzw. 66) miteinander sowie mit dem Hochdruckausgang
(36) der Pumpe (37) verbunden sind und diese Kammern in der Schaltstellung (I) des
jeweiligen Vorsteuerventils (66 oder 67) druckentlastet sind.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsteuerventile (66,67) als 3/2-Wege-Ventile desselben Typs ausgebildet
sind.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Einleitung des Förderbetriebes der Dickstoffpumpe (10) sowie zu dessen
Beendigung vorgesehenes EIN-/AUS-Schaltventil als 2/2-Wege-Ventil ausgebildet ist,
in dessen Grundstellung (0) der permanent an den Hochdruck (P)-Anschluß (53) des Umschaltventils
(48) angeschlossene Hochdruck-Ausgang (36) der Druckversorgungspumpe (37) mit dem
drucklosen Vorratsbehälter (38) des Druckversorgungsaggregats (37, 38) verbunden ist,
und in dessen Schaltstellung (I) der Hochdruckausgang (36) der Pumpe (37) gegen den
Vorratsbehälter (38) abgesperrt ist.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausgleichs-Ventilanordnung (87,91) vorgesehen ist, mittels derer die in
den hydraulisch miteinander verbundenen Antriebsdruckräumen (39, 41 oder 32,33) der
beiden Antriebszylinder (13,14) enthaltene Schaukelölmenge einstellbar ist.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichs-Ventilanordnung (87,91) ein als 3/3-Wege-Ventil ausgebildetes,
von Hand betätigbares Ventil (86) umfaßt, das aus einer sperrenden Grundstellung (0)
in der eine Ausgleichsleitung (88), die mit den hydraulisch miteinander verbundenen
Antriebsdruckräumen (39, 41 oder 32,33) der Antriebszylinder (13,14) in permanent
kommunizierender Verbindung steht, sowohl gegen den Hochdruck-Ausgang (36) der Druckversorgungspumpe
(37) als auch gegen deren drucklosen Vorratsbehälter (38) abgesperrt ist, in eine
Schaltstellung (I) bringbar ist, in der der Hochdruck-Ausgang (36) der Druckversorgungspumpe
(37) an die Ausgleichsleitung (88) angeschlossen ist, alternativ dazu in eine Schaltstellung
(II) bringbar ist, in der diese Ausgleichsleitung (88) mit dem drucklosen Vorratsbehälter
(38) des Druckversorgungsaggregats (37,38) verbunden ist.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsventilanordnung ein zwischen das 3/3-Wege-Ventil (87) und die Ausgleichsleitung
(88) geschaltetes Rückschlagventil (91) umfaßt, das durch relativ höheren Druck am
zylinderseitigen Ventilanschluß (92) des Ausgleichsventils (87) als in der Ausgleichsleitung
(88) in Öffnungsrichtung beätigbar und durch relativ höheren Druck in der Ausgleichsleitung
(88) als an dem leitungsseitigen Anschluß (92) des 3/3-Wege-Ventils in seine sperrende
Stellung gedrängt ist, und daß dieses Rückschlagventil in der Schaltstellung (II),
die dem Ablassen von Schaukelöl zugeordnet ist, mechanisch entsperrt ist.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein zu der Druckversorgungspumpe (37) hydraulisch parallel geschaltetes Druckbegrenzungsventil
(93) vorgesehen ist.
16. Einrichtung zur Antriebssteuerung einer Zweizylinder-Dickstoffpumpe, deren Pumpenkolben
zu im Gegentakt erfolgenden Füll- und Förderhüben mittels je eines Antriebszylinders,
die hydraulisch in Reihe geschaltet sind, antreibbar sind, zu deren zyklischer Steuerung
eine in zwei alternativen Förderrichtungen betreibbare Verstellpumpe vorgesehen ist,
zu deren Einstellung ein hydraulisch ansteuerbarer Stellzylinder vorgesehen ist, der
mindestens eine Antriebskammer hat, durch deren alternierende Beaufschlagung mit Steuerdruck
und Druckentlastung der Betrieb der Verstellpumpe in deren alternativen Förderrichtungen
steuerbar ist, in denen der Kolben jeweils eines der Antriebszylinder den dem Füllhub
des durch diesen angetriebenen Förderzylinders und der Kolben des anderen Antriebszylinders
den dem Förderhub des durch diesen angetriebenen Förderzylinders entsprechenden Arbeitshub
ausführen, wobei zur Steuerung der Druck-Beaufschlagung und -entlastung der Antriebskammer
des Stellzylinders zwei Vorsteuerventile vorgesehen sind, deren Umschaltung beim Einlaufen
der Kolben der Antriebszylinder in deren alternative Endstellungen erfolgt, insbesondere
nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 5, 9, 10, sowie 11 bis 15,
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
a) Die Vorsteuerventile (66 und 67) sind als durch den/ die Kolben (16 und/oder 17)
mindestens eines der beiden Antriebszylinder (13 und/oder 14) mechanisch gegen die
von einem Rückstellentfaltete Rückstellkraft, die das jeweilige Vorsteuerventil (66,
67) in dessen Grundstellung (0) drängt, beätigbare 2-Stellungs-Ventile ausgebildet,
die in der durch die mechanische Betätigung eingenommenen Schaltstellung (I) durch
Druckbeaufschlagung einer Steuerkammer (76 oder 77) hydraulisch verriegelbar sind;
b) die Druckbeaufschlagung der Steuerkammer (76 oder 77) des jeweils zu verriegelnden
Vorsteuerventils (66 oder 67) erfolgt über einen in der Grundstellung (0) des jeweils
anderen Vorsteuerventils (67 oder 66) freigegebenen Durchflußpfad (79 oder 78);
c) die Druckentlastung der Steuerkammer (76 oder 77) desjenigen Vorsteuerventils (66
oder 67), in dessen Grundstellung (0) die Steuerkammer (77 oder 76) des zu verriegelnden
Vorsteuerventils (67 oder 77) mit Steuerdruck beaufschlagt ist, erfolgt über einen
Durchflußpfad (79 oder 78) des zu verriegelnden bzw. verriegelten Vorsteuerventils
(67 oder 66), der in der durch die mechanische Betätigung dieses Vorsteuerventils
(67 oder 66) eingenommenen Funktionsstellung (I) desselben freigegeben wird.
1. Device for controlling the drive of a two-cylinder sludge pump, the pump pistons of
which are drivable so as to execute push-pull filling and delivery strokes by means
of, in each case, one drive cylinder, the drive cylinders being hydraulically connected
in series, there being provided for cyclic control of said strokes a hydraulically
controllable changeover valve having at least one control chamber, as a result of
the alternate pressurization with control pressure and pressure relief of which control
chamber the changeover valve is switchable into alternative operating positions 0
and I, in which the piston of one of the drive cylinders executes the working stroke
corresponding to the filling stroke of the delivery cylinder driven by said drive
cylinder and the piston of the other drive cylinder executes the working stroke corresponding
to the delivery stroke of the delivery cylinder driven by said drive cylinder, there
being provided for controlling the pressurization and pressure relief of the control
chamber of the changeover valve two pilot valves, which are switched over upon movement
of the pistons of the drive cylinders into their alternative end positions,
characterized by the following features:
a) the pilot valves (66 and 67) take the form of 2-position valves, which are mechanically
operable by the piston(s) (16 and/or 17) of at least one of the two drive cylinders
(13 and/or 14) counter to the resetting force, which is developed by a resetting element
and urges the respective pilot valve (66, 67) into its basic position (0), and are
hydraulically lockable in the position (I) assumed as a result of mechanical operation
by pressurization of a control chamber (76 or 77), the hydraulic locking optionally
being supportable by means of a mechanical detent device exerting a moderate retention
force and acting in a force-locking and form-fit manner;
b) pressurization of the control chamber (76 or 77) of the respective pilot valve
(66 or 67) to be locked is effected via a flow path (79 or 78) which is released in
the basic position (0) of the other pilot valve (67 or 66);
c) pressure relief of the control chamber (76 or 77) of the pilot valve (66 or 67),
in the basic position (0) of which the control chamber (77 or 76) of the pilot valve
(67 or 66) to be locked is pressurized with control pressure, is effected via a flow
path (79 or 78) of the pilot valve (67 or 66) which is to be locked or is locked,
which flow path is released in the operating position (I) assumed by the pilot valve
(67 or 66) as a result of its mechanical operation.
2. Device according to claim 1, characterized in that the two pilot valves (66, 67) are each operable by means of an axial plunger
(71, 72), which plungers pass in a pressure-tight displaceable manner through axial
bores of the cylinder housing(s) (73, 74), which are disposed in end walls of the
cylinder housing(s), and project into drive pressure chambers (39, 41 and/or 32, 33)
of the drive cylinders (13, 14), which drive pressure chambers are delimited in an
axially movable manner by the pistons (16, 17) of the drive cylinders (13, 14).
3. Device according to claim 2, characterized in that the two pilot valves (66, 67) are mounted in each case on the outside of the
bottom (46, 47) of the respective drive cylinder (13, 14).
4. Device according to claim 2 or claim 3, characterized in that at least the two pilot valves (66, 67) as well as the changeover valve (48)
and preferably also an ON-OFF switching valve (81) provided for initiating and terminating
the delivery mode of the sludge pump (10) are combined into a control valve block.
5. Device according to claim 2, characterized in that one of the pilot valves (66 or 67) is disposed at the bottom (46 or 47) of the
cylinder housing of a drive cylinder (13 or 14) and the other pilot valve (67 or 66)
is disposed at the end wall forming the housing-fixed axial delimitation of the rod-side
drive pressure chamber (32 or 33) of the same drive cylinder.
6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the changeover valve (48) takes the form of a 4/2-way valve having only one
control chamber (51), as a result of the pressurization of which control chamber the
changeover valve (48) is switchable counter to the resetting force of a valve spring
(52) out of its basic position (0) associated with the delivery mode of the one delivery
cylinder (11 or 12) into its position (I) associated with the delivery mode of the
other delivery cylinder (12 or 11), fixing of the valve body of the changeover valve
(48) in its operating position (I) optionally being supported by means of a mechanical
detent device exerting a moderate retention force and acting in a force-locking and
form-fit manner.
7. Device according to claim 6, characterized in that in the basic position (0) of the one pilot valve (66 or 67) the high-pressure
output (36) of the pressure supply pump (37) is introduced into both the control chamber
(51) of the changeover valve (48) and the control chamber of the other pilot valve
(67 or 66), in the position (I) of which the hydraulic locking of the pilot valve
effecting the pressure triggering of the changeover valve (48) is cancelled.
8. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the changeover valve (48) has two control chambers (49 and 51), as a result
of the alternative pressurization and pressure relief of which the changeover valve
(48) is switchable into its alternative operating positions (I and 0), and that a
valve spring (52) urging the changeover valve into its basic position (0) is provided.
9. Device according to claim 8, characterized in that in the basic position (0) of the respective pilot valve (66 or 67) one of the
control chambers (49 or 51) of the changeover valve (48) is connected to the control
chamber (77 or 76) of the other pilot valve (67 or 66) as well as to the high-pressure
outlet (36) of the pump (37) and said chambers are relieved of pressure in the position
(I) of the respective pilot valve (66 or 67).
10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the pilot valves (66, 67) take the form of 3/2-way valves of the same type.
11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that an ON-OFF switching valve provided for initiating and terminating the delivery
mode of the sludge pump (10) takes the form of a 2/2-way valve, in the basic position
(0) of which the high-pressure outlet (36) of the pressure supply pump (37) permanently
connected to the high-pressure (P)-connection (53) of the changeover valve (48) is
connected to the unpressurized storage container (38) of the pressure supply unit
(37, 38) and in the position (I) of which the high-pressure outlet (36) of the pump
(37) is shut off from the storage container (38).
12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that a compensating valve arrangement (87, 91) is provided, by means of which the
reciprocating oil quantity contained in the hydraulically interconnected drive pressure
chambers (39, 41 or 32, 33) of the two drive cylinders (13, 14) is adjustable.
13. Device according to claim 12, characterized in that the compensating valve arrangement (87, 91) comprises a manually operable valve
(86) in the form of a 3/3-way valve, which is movable out of a blocking basic position
(0), in which a compensating line (88) which is in permanently communicating connection
with the hydraulically interconnected drive pressure chambers (39, 41 or 32, 33) of
the drive cylinders (13, 14) is shut off both from the high-pressure outlet (36) and
from the unpressurized storage container (38) of the pressure supply pump (37), into
a position (I), in which the high-pressure outlet (36) of the pressure supply pump
(37) is connected to the compensating line (88), or alternatively into a position
(II), in which said compensating line (88) is connected to the unpressurized storage
container (38) of the pressure supply unit (37, 38).
14. Device according to claim 13, characterized in that the compensating valve arrangement comprises a check valve (91), which is inserted
between the 3/3-way valve (87) and the compensating line (88) and is operable in opening
direction by a relatively higher pressure at the cylinder-side valve connection (92)
of the compensating valve (87) than in the compensating line (88) and is urged into
its blocking position by a relatively higher pressure in the compensating line (88)
than at the line-side connection (92) of the 3/3-way valve, and that said check valve
is mechanically unblocked in the position (II) associated with the bleeding of reciprocating
oil.
15. Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that a pressure relief valve (93) hydraulically connected in parallel to the pressure
supply pump (37) is provided.
16. Device for controlling the drive of a two-cylinder sludge pump, the pump pistons of
which are drivable so as to execute push-pull filling and delivery strokes by means
of, in each case, one drive cylinder, the drive cylinders being hydraulically connected
in series, there being provided for cyclic control of said strokes a variable displacement
pump operable in two alternative delivery directions, there being provided for adjustment
of said pump a hydraulically controllable control cylinder having at least one drive
chamber, as a result of the alternate pressurization with control pressure and pressure
relief of which drive chamber operation of the variable displacement pump is controllable
in its alternative delivery directions, in which the piston of one of the drive cylinders
executes the working stroke corresponding to the filling stroke of the delivery cylinder
driven by said drive cylinder and the piston of the other drive cylinder executes
the working stroke corresponding to the delivery stroke of the delivery cylinder driven
by said drive cylinder, there being provided for controlling the pressurization and
pressure relief of the drive chamber of the control cylinder two pilot valves, which
are switched over upon movement of the pistons of the drive cylinders into their alternative
end positions, in particular according to one of claims 1 to 3, 5, 9, 10 as well as
11 to 15,
characterized by the following features:
a) the pilot valves (66 and 67) take the form of 2-position valves, which are mechanically
operable by the piston(s) (16 and/or 17) of at least one of the two drive cylinders
(13 and/or 14) counter to the resetting force, which is developed by a resetting element
and urges the respective pilot valve (66, 67) into its basic position (0), and are
hydraulically lockable in the position (I) assumed as a result of mechanical operation
by pressurization of a control chamber (76 or 77);
b) pressurization of the control chamber (76 or 77) of the respective pilot valve
(66 or 67) to be locked is effected via a flow path (79 or 78) which is released in
the basic position (0) of the other pilot valve (67 or 66);
c) pressure relief of the control chamber (76 or 77) of the pilot valve (66 or 67),
in the basic position (0) of which the control chamber (77 or 76) of the pilot valve
(67 or 66) to be locked is pressurized with control pressure, is effected via a flow
path (79 or 78) of the pilot valve (67 or 66) which is to be locked or is locked,
which flow path is released in the operating position (I) assumed by the pilot valve
(67 or 66) as a result of its mechanical operation.
1. Dispositif de commande de l'actionnement d'une pompe à matières épaisses à deux cylindres,
dont les pistons de pompage sont actionnés en courses de remplissage et de refoulement
se faisant en opposition chacun au moyen d'un vérin, les deux vérins étant montés
hydrauliquement en série, pour la commande cyclique de ces courses étant prévue une
vanne d'inversion à commande hydraulique qui a au moins une chambre de commande dont
la mise alternée à une pression de commande et hors pression permet de mettre cette
vanne dans des positions fonctionnelles 0 et I dans lesquelles le piston d'un des
vérins d'actionnement exécute la course de travail correspondant à la course de remplissage
du cylindre de refoulement actionné par ce vérin et le piston de l'autre vérin d'actionnement
exécute la course de travail correspondant à la course de refoulement du cylindre
de refoulement actionné par cet autre vérin, pour la commande de la mise sous pression
et hors pression de la chambre de commande de la vanne d'inversion étant prévues deux
vannes pilotes dont la manoeuvre a lieu à l'arrivée des pistons des vérins d'actionnement
dans leurs positions extrêmes, caractérisé par les caractéristiques suivantes :
a) les vannes pilotes (66 et 67) sont des vannes à deux positions actionnées mécaniquement
par le piston et/ou les pistons (16 et/ou 17) d'au moins un des deux vérins d'actionnement
(13 et/ou 14) contre la force de rappel déployée par un élément de rappel, qui pousse
la vanne pilote (66, 67) dans sa position de repos (0), et verrouillées hydrauliquement
dans la position fonctionnelle (I) que leur a donnée l'actionnement mécanique par
mise sous pression d'une chambre de commande (76 ou 77), le verrouillage hydraulique
pouvant être assisté par un dispositif d'arrêt mécanique agissant par action de force/emboîtement
et produisant une force de maintien modérée,
b) la mise sous pression de la chambre de commande (76 ou 77) de la vanne pilote (66
ou 67) à verrouiller se fait par une voie de passage (79 ou 78) ouverte lorsque l'autre
vanne pilote (67 ou 66) est dans sa position de repos (0),
c) la mise hors pression de la chambre de commande (76 ou 77) de la vanne pilote (66
ou 67) dans la position de repos (0) de laquelle la chambre de commande (77 ou 76)
de la vanne pilote (67 ou 66) à verrouiller est à la pression de commande se fait
par une voie de passage (79 ou 78) de la vanne pilote (67 ou 66) à verrouiller ou
verrouillée qui s'ouvre lorsque cette vanne pilote (67 ou 66) est dans la position
fonctionnelle (I) que lui a donnée l'actionnement mécanique.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les deux vannes pilotes
(66, 67) sont commandées par des poussoirs axiaux (71, 72) qui entrent, en passant
avec étanchéité à la pression et en y coulissant par des trous axiaux (73, 74) prévus
dans les parois frontales d'extrémité du corps ou des corps de vérin, dans des chambres
à pression motrice (39, 41 et/ou 32, 33) des vérins d'actionnement (13, 14) limitées
axialement de manière mobile par les pistons (16, 17) de ces vérins (13, 14).
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les deux vannes pilotes
(66, 67) sont montées chacune sur la face extérieure du fond (46, 47) du vérin d'actionnement
associé (13, 14).
4. Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait qu'au moins
les deux vannes pilotes (66, 67) et la vanne d'inversion (48) et de préférence aussi
une vanne de marche/arrêt (81) prévue pour le déclenchement et l'arrêt du fonctionnement
en refoulement de la pompe à matières épaisses (10) sont groupées en un bloc de vannes
de commande.
5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'une des vannes pilotes
(66 ou 67) est montée sur le fond (46 ou 47) du corps d'un vérin d'actionnement (13
ou 14) et l'autre vanne pilote (67 ou 66) est montée sur la face frontale d'extrémité
formant la limite axiale, attachée au corps, de la chambre à pression motrice côté
tige (32 ou 33) du même vérin d'actionnement.
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la vanne
d'inversion (48) est un distributeur 4/2 qui a une seule chambre de commande (51),
dont la mise sous pression permet de faire passer la vanne d'inversion (48), contre
la force de rappel d'un ressort (52), de sa position de repos (0) affectée au fonctionnement
en refoulement d'un cylindre de refoulement (11 ou 12) à sa position fonctionnelle
(I) affectée au fonctionnement en refoulement de l'autre cylindre de refoulement (12
ou 11), la fixation de l'obturateur de la vanne d'inversion (48) dans sa position
fonctionnelle (I) pouvant être assistée par un dispositif d'arrêt mécanique agissant
par action de force/emboîtement et produisant une force de maintien modérée.
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que lorsqu'une vanne
pilote (66 ou 67) est dans sa position de repos (0), la sortie haute pression (36)
de la pompe génératrice de pression (37) est reliée à la fois à la chambre de commande
(51) de la vanne d'inversion (48) et à la chambre de commande de l'autre vanne pilote
(67 ou 66), dans la position fonctionnelle (I) de laquelle le verrouillage hydraulique
de la vanne pilote produisant la commande par pression de la vanne d'inversion (48)
est supprimé.
8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la vanne
d'inversion (48) a deux chambres de commande (49 et 51) dont la mise alternativement
sous pression et hors pression permet de la faire passer de l'une à l'autre de ses
positions fonctionnelles (I et 0), et qu'il est prévu un ressort (52) qui pousse la
vanne d'inversion dans sa position de repos (0).
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que lorsqu'une vanne
pilote (66 ou 67) est dans sa position de repos (0), une des chambres de commande
(49 ou 51) de la vanne d'inversion (48) est reliée à la chambre de commande (77 ou
76) de l'autre vanne pilote (67 ou 66) et à la sortie haute pression (36) de la pompe
(37), et lorsque ladite vanne pilote (66 ou 67) est dans sa position fonctionnelle
(I), ces chambres sont hors pression.
10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que les vannes
pilotes (66, 67) sont des distributeurs 3/2 du même type.
11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait qu'une vanne
de marche/arrêt prévue pour le déclenchement et l'arrêt du fonctionnement en refoulement
de la pompe à matières épaisses (10) est un distributeur 2/2 dans la position de repos
(0) duquel la sortie haute pression (36) de la pompe génératrice de pression (37),
reliée en permanence à l'orifice haute pression (P) (53) de la vanne d'inversion (48),
est reliée au réservoir sans pression (38) du groupe générateur de pression (37, 38),
et dans la position fonctionnelle (I) duquel la sortie haute pression (36) de la pompe
(37) est isolée du réservoir (38).
12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait qu'il est
prévu un dispositif à vanne de compensation (87, 91) qui permet de régler la quantité
d'huile oscillante contenue dans les chambres à pression motrice (39, 41 ou 32, 33)
reliées hydrauliquement des deux vérins d'actionnement (13, 14).
13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé par le fait que le dispositif à
vanne de compensation (87, 91) comprend une vanne à commande manuelle (86) qui est
un distributeur 3/3 et qu'on peut faire passer d'une position de repos fermée (0),
dans laquelle une conduite de compensation (88) qui communique en permanence avec
les chambres à pression motrice (39, 41 ou 32, 33) reliées hydrauliquement des vérins
d'actionnement (13, 14) est isolée à la fois de la sortie haute pression (36) de la
pompe génératrice de pression (37) et du réservoir sans pression (38) de celle-ci,
à une position fonctionnelle (I) dans laquelle la sortie haute pression (36) de la
pompe génératrice de pression (37) est reliée à la conduite de compensation (88) ou
à une position fonctionnelle (II) dans laquelle cette conduite de compensation (88)
est reliée au réservoir sans pression (38) du groupe générateur de pression (37, 38).
14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé par le fait que le dispositif à
vanne de compensation comprend un clapet de non-retour (91) monté entre le distributeur
3/3 (87) et la conduite de compensation (88) qui peut être actionné dans le sens d'ouverture
par une pression à l'orifice côté vérins (92) du distributeur de compensation (87)
supérieure à la pression dans la conduite de compensation (88) et est poussé dans
sa position fermée par une pression dans la conduite de compensation (88) supérieure
à la pression à l'orifice côté conduite (92) du distributeur 3/3, et que ce clapet
de non-retour est débloqué mécaniquement dans la position fonctionnelle (II) affectée
à l'évacuation d'huile oscillante.
15. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait qu'il est
prévu un limiteur de pression (93) monté hydrauliquement en parallèle avec la pompe
génératrice de pression (37).
16. Dispositif de commande de l'actionnement d'une pompe à matières épaisses à deux cylindres,
dont les pistons de pompage sont actionnés en courses de remplissage et de refoulement
se faisant en opposition chacun au moyen d'un vérin, les deux vérins étant montés
hydrauliquement en série, pour la commande cyclique de ces courses étant prévue une
pompe à cylindrée variable pouvant refouler dans deux directions et pour le réglage
de laquelle est prévu un vérin hydraulique qui a au moins une chambre d'actionnement
dont la mise alternée à une pression de commande et hors pression permet de commander
le fonctionnement de la pompe à cylindrée variable dans ses directions alternées de
refoulement, dans lesquelles le piston d'un des vérins d'actionnement exécute la course
de travail correspondant à la course de remplissage du cylindre de refoulement actionné
par ce vérin et le piston de l'autre vérin d'actionnement exécute la course de travail
correspondant à la course de refoulement du cylindre de refoulement actionné par cet
autre vérin, pour la commande de la mise sous pression et hors pression de la chambre
d'actionnement du vérin de réglage étant prévues deux vannes pilotes dont la manoeuvre
a lieu à l'arrivée des pistons des vérins d'actionnement dans leurs positions extrêmes,
en particulier selon l'une des revendications 1 à 3, 5, 9, 10 et 11 à 15, caractérisé
par les caractéristiques suivantes :
a) les vannes pilotes (66 et 67) sont des vannes à deux positions actionnées mécaniquement
par le piston et/ou les pistons (16 et/ou 17) d'au moins un des deux vérins d'actionnement
(13 et/ou 14) contre la force de rappel déployée par un élément de rappel, qui pousse
la vanne pilote (66, 67) dans sa position de repos (0), et verrouillées hydrauliquement
dans la position fonctionnelle (I) que leur a donnée l'actionnement mécanique par
mise sous pression d'une chambre de commande (76 ou 77),
b) la mise sous pression de la chambre de commande (76 ou 77) de la vanne pilote (66
ou 67) à verrouiller se fait par une voie de passage (79 ou 78) ouverte lorsque l'autre
vanne pilote (67 ou 66) est dans sa position de repos (0),
c) la mise hors pression de la chambre de commande (76 ou 77) de la vanne pilote (66
ou 67) dans la position de repos (0) de laquelle la chambre de commande (77 ou 76)
de la vanne pilote (67 ou 66) à verrouiller est à la pression de commande se fait
par une voie de passage (79 ou 78) de la vanne pilote (67 ou 66) à verrouiller ou
verrouillée qui s'ouvre lorsque cette vanne pilote (67 ou 66) est dans la position
fonctionnelle (I) que lui a donnée l'actionnement mécanique.