Rohrweiche für Zweizylinder-Dickstoffpumpen

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Rohrweiche für Zweizylinder-Dickstoffpumpen mit einer zylinderseitigen Brillenplatte, die zwei mit Pumpenzylindern kommunizierende öffnungen aufweist, und mit einem vor der Brillenplatte zwischen den beiden öffnungen hin- und herverschwenkbaren Schwenkrohr, das auf seinem brillenplattenseitigen Ende einen begrenzt axial verschiebbaren, ge- gen die Brillenplatte anpressbaren Schneidring trägt, wobei der Schneidring einen Tragring sowie eine zumindest auf der brillenplattenseitigen Stirnfläche des Tragrings angeordnete, mit dem Tragring stoffschlüssig verbundene, in Umfangshchtung geschlossene Schutzstruktur aus verschleißfestem Material aufweist.

Verschleißringe dieser Art werden beispielsweise in Rohrweichen von Zweizylinder-Betonpumpen benötigt. Zweizylinder-Betonpumpen weisen zwei Förderzylinder auf, deren stirnseitige öffnungen in einen Materialaufgabebehälter münden und abwechselnd während des jeweiligen Druckhubs über die Rohrweiche mit einer Förderleitung verbindbar und während des Saughubs unter Ansaugen von Material zum Materialaufgabebehälter hin offen sind. Die stirnseitigen öffnungen der Förderzylinder sind durch die Brillenplatte abgedeckt. Die Rohrweiche enthält ferner ein in das Innere des Materialaufgabebehälters eingreifendes Schwenkrohr, das mit seiner einen Schneidring tragenden Stirnseite vor der Brillenplatte um eine horizontale Achse so hin- und herverschwenkbar angeordnet ist, dass seine zylinderseitige öffnung abwechselnd vor die eine oder die andere mit je einem der Förderzylinder kommunizierende öffnung der Brillenplatte gelangt und die andere öffnung zum Inneren des Materialaufgabebehälters freigibt. Für den druckdichten Anschluss des Schwenkrohrs an die Brillenplatte ist der Schneidring auf einer zylindrischen Zentrierfläche des Schwenkrohrs axial verschiebbar gelagert. Die Betätigung des Schwenkrohrs erfolgt über

gert. Die Betätigung des Schwenkrohrs erfolgt über einen mit hydraulischen Mitteln ansteuerbaren Schalthebel. Die öffnungen in der Brillenplatte haben die Gestalt von Verschleißringen, die ebenso wie der schwenkrohrseitige, als Verschleißring ausgebildeten Schneidring eine mit einer im Umriss kreis- förmigen öffnung versehene Tragstruktur und mehrere unter Bildung einer ringförmig geschlossenen ebenen Dichtfläche über Stoßfugen aneinander anschließende, mit der Tragstruktur stoffschlüssig verbundene Ringsegmente aus verschleißfestem Material aufweisen.

Beim Pumpvorgang in einer Zweizylinder-Dickstoffpumpe tritt beim Umschalten der Rohrweiche ein Spalt auf, der mit abrassivem Material aus dem zuvor einen Druckhub ausführenden Zylinder beaufschlagt wird. Befindet sich im Ausströmbereich oder in der Ausströmrichtung dieses Materials ein Bauteil, beispielsweise ein Teil der Rohrweiche, so kann dies zu einem übermä- ßigen Strahlverschleiß an der betreffenden Stelle führen. Dieses Problem tritt besonders an Rohrweichen auf, bei denen der Schneidring unter Zwischenlage eines elastischen Gummirings auf dem Ende des Schwenkrohrs axial geführt ist. Die Axialführung kann dabei entweder innen- oder außenzentriert erfolgen. Vor allem bei innenzentrierten Schneidringen kommt es häufig vor, dass das stirnseitige Abschlussende des Schwenkrohrs radial über den Schneidring übersteht. Dort kann es zu einem übermäßigen Verschleiß kommen, wenn das Schwenkrohr aus einem duktilen, wenig verschleißfesten Material besteht.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte Rohrweiche der eingangs angegebenen Art dahingehend zu verbessern, dass Verschleißerscheinungen an einem überstehenden, zylindernahen Teil des Schwenkrohrs vermieden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht im Wesentlichen darin, dass der Tragring ein radial über die Schutzstruktur überstehendes, verschleißfest ausgerüstetes Abschirmelement aufweist, das eine das schneidringseitige Ende des Schwenkrohrs abschattende Umlenkfläche für das bei einem Umschaltvorgang durch die öffnung austretende Dickstoffmaterial bildet.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Abschirmelement als geschlossener Abschirmring ausgebildet, dessen Umlenkfläche radial nach außen hin schräg in Richtung Schwenkrohr konisch oder konisch konkav gekrümmt verläuft.

Eine erste Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass der Tragring im Bereich des Abschirmelements einen aufgeschweißten, verschleißfesten Materialauftrag trägt.

Eine zweite bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass das vorteilhafterweise als Abschirmring ausgebildete Abschirmelement als Formteil aus Hartmetall ausgebildet und am Tragring angeklemmt, angelötet oder angeschraubt ist.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Schutzstruktur des Schneidrings durch mehrere sich in Umfangsrichtung über Stoßfugen zu einem Vollring ergänzende, am Tragring angelötete Ringsegmente gebildet ist. Vorteilhafterweise weisen die Ringsegmente an ihren die Stoßfugen begrenzenden Stoßkanten paarweise zueinander komplementäre, in Umfangsrichtung formschlüssig ineinander greifende Kantenpar- tien auf. Die beiden in Umfangsrichtung nach einander entgegengesetzten Seiten weisenden Stoßkanten der einzelnen Ringsegmente weisen dabei

zweckmäßig auf der einen Seite eine konkave und auf der anderen Seite eine hierzu komplementär konvexe Kantenpartie auf, wobei sich an die konkaven und konvexen Kantenpartien bis zum jeweiligen Außenrand der Ringsegmente reichende Radialpartien anschließen können.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Ringsegmente der Schutzstruktur im Querschnitt L-förmig ausgebildet sind, wobei die ersten, an der Tragstruktur stirnseitig angeordneten L-Schenkel sich zu einer gegen die Brillenplatte anliegenden Dichtfläche ergänzen, während die zweiten, hierzu senkrechten L-Schenkel die Innenfläche der Schneidringöffnung begrenzen.

Die Montage des Abschirmrings am Schneidring wird erleichtert, wenn die Schutzstruktur einen radial über die Tragstruktur überstehenden Bund bildet, gegen welchen der Abschirmring von der Tragringseite her anliegt.

Die Verwendung des erfindungsgemäßen Abschirmelements oder Abschirmrings hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Schneidring am Schwenkrohr innenzentriert geführt ist. In diesem Fall kommt es besonders häufig vor, dass das Schwenkrohr mit seinem schneidringseitigen Ende radial über die Schutzstruktur des Schneidrings übersteht.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung in schemati- scher Weise dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer Dickstoffpumpe mit S-förmigem

Schwenkrohr in teilweise geschnittener schaubildlicher

Darstellung;

Fig. 2a einen Schnitt durch eine Rohrweiche mit S-förmigem

Schwenkrohr und innenzentriertem Schneidring;

Fig. 2b und c eine Draufsicht und eine Schnittdarstellung des Schneidrings der Rohrweiche nach Fig. 2a;

Fig. 3 und 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus einem Schneidring mit angeklemmtem Abschirmring;

Fig. 5 Tragring und Ringsegmente einer Schutzstruktur des

Schneidrings in schaubildlicher Explosionsdarstellung.

Die in Fig. 1 dargestellte Dickstoffpumpe weist zwei Förderzylinder 10,12 auf, deren stirnseitige öffnungen 14 in einen Materialaufgabebehälter 18 münden und abwechselnd während des Druckhubs (Pfeil 19) über eine Rohrweiche 20 mit einer Förderleitung 22 verbindbar und während des Saughubs (Pfeil 24) unter Ansaugen von Material zum Materialaufgabebehälter 18 hin offen sind. Die Kolben 26,28 der Förderzylinder 10,12 werden mit nicht dargestellten hydraulischen Mitteln im Gegentakt angetrieben.

Die stirnseitigen öffnungen 14 der Förderzylinder 10,12 sind durch eine BrN- lenplatte 30 abgedeckt. Auf der Innenseite des Materialaufgabebehälters 18 ist das bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel S-förmige Schwenkrohr 32 der Rohrweiche 20 mit ihrer einen Schneidring 34 tragenden Stirnseite vor der Brillenplatte 30 um eine horizontale Achse 35 so hin- und her- verschwenkbar angeordnet, dass seine zylinderseitige öffnung 36 abwech- selnd vor die eine oder andere öffnung 14 des Förderzylinders 10,12 gelangt und die andere öffnung 14 zum Inneren des Materialaufgabebehälters 18 freigibt. Für den druckdichten Anschluss des Schwenkrohrs 32 an die Brillenplatte 30 ist am stirnseitigen Ende des Schwenkrohrs 32 der Schneidring 34 axial verschiebbar gelagert. Die Betätigung des Schwenkrohrs 32 erfolgt über einen mit hydraulischen Mitteln 38 ansteuerbaren Schalthebel 40. Wie aus Fig. 2a zu ersehen ist, trägt das Schwenkrohr 32 außerdem ei-

nen Dichtring 42, auf welchem der auf dem Schwenkrohr 32 geführte Schneidring 34 axial abgestützt ist.

Der Schneidring 34 auf dem Schwenkrohr 32 bildet einen Verschleißring, bestehend aus einer Tragstruktur 46 mit im Umriss kreisförmiger öffnung 50 sowie einer ringförmigen Schutzstruktur 48 aus verschleißfestem Material. Die Schutzstruktur weist mehrere in Umfangsrichtung der öffnung 50 unter Bildung einer ringförmig geschlossenen ebenen Dichtfläche 52 über Stoßfugen 54 aneinander anschließende, mit der Tragstruktur 46 stoffschlüssig verbundene, vorzugsweise dort angelötete Ringsegmente 48' aus verschleißfestem Material auf. Auch die Brillenplatte trägt verschleißfeste Ringsegmente 48" aus verschleißfestem Material. Die Ringsegmente 48',48" weisen an ihren die Stoßfugen 54 begrenzenden Stoßkanten paarweise zueinander komplementäre, in Umfangsrichtung formschlüssig ineinandergreifen- de konkave und konvexe Kantenpartien 56,58 auf, an die sich bis zum jeweiligen Außenrand der Ringsegmente reichende Radialpartien 60 anschließen. Wie insbesondere aus den Fig. 2 bis 5 zu ersehen ist, weisen die verschleißfesten Ringsegmente 48' einen L-förmigen Querschnitt auf, bestehend aus je einem sich in ihrer Gesamtheit zur geschlossenen Dichtfläche 52 ergänzenden Stirnschenkel 62 und je einem hierzu senkrechten, sich zu einer geschlossenen inneren Begrenzungsfläche der öffnung 50 in der Tragstruktur 46 ergänzenden Innenschenkel 64. Die Innenschenkel 64 sind in Umfangsrichtung kreissegmentförmig mit dem Krümmungsradius der öffnung 50 gekrümmt (vgl. Fig. 5). Sie schließen an ihren Seitenkanten 66 über achsparallel verlaufende Stoßfugen 68 in Umfangsrichtung aneinander an.

Die Ringsegmente 48' werden unter Bildung der Schutzstruktur 48 mit einem geeigneten Lotmaterial, beispielsweise auf Kupfer- oder Silberbasis, auf die Tragstruktur 46 aufgelötet. Beim Herstellvorgang sorgen die formschlüssig ineinander greifenden Kantenpartien 56,58 dafür, dass die Ringsegmente 48' sich auf der Tragstruktur 46 nicht radial nach außen verschieben kön-

nen. Die im Umriss kreisförmig gekrümmten Kantenpartien 56,58 rollen beim Gegeneinanderstoßen aufeinander ab, so dass sich während des Verbindungsvorgangs keine inneren Spannungen innerhalb des Materialverbunds aufbauen können. Die ineinander greifenden Kantenpartien 56,58 sorgen außerdem dafür, dass die betreffenden Stoßfugen 54 eine Art Labyrinthdichtung bilden, die dem ausströmenden Material beim öffnen und Schließen der Rohrweiche 20 einen hohen, verschleißmindernden Strömungswiderstand entgegensetzen.

Bei den in den Fig. 2 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispielen ist der Schneidring 34 am Schwenkrohr 32 innenzentriert geführt. In diesem Fall steht das stirnseitige Ende 80 des Schwenkrohrs 32 radial über die Schutzstruktur 48 über. Eine Besonderheit der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das Schwenkrohr 32 von einem am Tragring 46 radial über die Schutzstruktur 48 überstehenden, verschleißfest ausgerüsteten Abschirmelement 82 übergriffen wird. Das Abschirmelement weist zu diesem Zweck eine das schneidringseitige Ende 80 des Schwenkrohrs 32 abschattende Umlenkfläche 84 für das bei einem Umschaltvorgang durch die öffnung 14 in den Materialaufgabebehälter 18 zurückströmende Dickstoffmaterial auf.

Bei den in Fig. 2 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispielen ist das Abschirmelement als geschlossener Abschirmring 82 ausgebildet. Der Abschirmring 82 verläuft radial nach außen hin schräg in Richtung Schwenkrohr 32 unter Bildung einer konischen Umlenkfläche 84. Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 2 und 4 ist die Umlenkfläche 84 konisch ausgebildet, während sie im Falle der Fig. 3 konisch konkav gekrümmt ist.

Der Umlenkfläche 84 ist bei dem in Fig. 2a, b, c gezeigten Ausführungsbeispiel als mit dem Tragring 46 verschweißter Materialauftrag aus verschleiß- festem Material ausgebildet.

Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 3 und 4 ist ein als Formteil aus Hartmetall ausgebildeter Abschirmring 82 vorgesehen, der am Tragring 46 mittels einer durch eine Klemmpratze 86 hindurchgreifenden Senkkopfschraube 88 angeklemmt ist. Die Schutzstruktur 48 steht dort mit ihrem Stirnschenkel 62 radial über den Tragring 46 über und bildet einen Bund 90, gegen welchen der Abschirmring 82 von der Tragringseite her anliegt.

Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung betrifft eine Rohrweiche für Zweizylinder-Dickstoffpumpen mit einer zylinderseitigen BrN- lenplatte 30, die zwei mit Förderzylindern 10,12 kommunizierende öffnungen 14 aufweist, und mit einem vor der Brillenplatte 30 zwischen den beiden öffnungen 14 hin- und herverschwenkbaren Schwenkrohr 32. Das Schwenkrohr 32 trägt auf seinem brillenplattenseitigen Ende einen begrenzt axial verschiebbaren, gegen die Brillenplatte 30 anpressbaren Schneidring 34. Der Schneidring 34 weist seinerseits einen Tragring 46 sowie eine zumindest auf der brillenplattenseitigen Stirnfläche stoffschlüssig mit dem Tragring 46 verbundene, in Umfangsrichtung geschlossene Schutzstruktur 48 aus verschleißfestem Material auf. Um einen übermäßigen Verschleiß an radial überstehenden Schwenkrohrteilen zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, dass der Tragring 46 des Schneidrings ein radial über die Schutzstruktur 48 überstehendes, verschleißfest ausgerüstetes Abschirmelement 82 aufweist, das eine das schneidringseitige Ende 80 des Schwenkrohrs 32 abschattende Umlenkfläche 84 für das bei einem Umschaltvorgang durch die öffnung 14 austretende Dickstoffmaterial bildet.