(57)【要約】  本発明は濃厚物質ポンプを制御するための制御装置および制御方法に関する。濃厚物質ポンプの搬送ピストンは、少なくとも１つの可逆ハイドロポンプ（６）と該可逆ハイドロポンプ６を介して制御される液圧駆動シリンダとを用いてプッシュプル方式で操作可能である。搬送シリンダ（５０，５０’）は各圧力行程の際にパイプスライド（５６）を介して搬送管（５８）と結合される。各搬送行程が終了すると、可逆ハイドロポンプ（６）およびパイプスライド（５６）の逆転制御を行う。単循環２シリンダ濃厚物質ポンプでも確実な作動を得るため、本発明によれば、パイプスライドはその回動位置に応答する位置検出器を有している。さらに、液圧駆動シリンダに互いに間隔を持って配置され、液圧駆動シリンダのピストンの通過に応答する少なくとも２つのシリンダ切換えセンサ、および／または、可逆ハイドロポンプの高圧出口における圧力変化に応答する圧力センサが設けられている。コンピュータで制御される逆転制御装置は、可逆ハイドロポンプとパイプスライドの液圧分岐路に配置される逆転制御機構との貫流量および貫流方向を調整するための制御過程をプログラム制御する制御ルーチンであって、位置検出器の出力信号とシリンダ切換えセンサの出力信号および／または圧力センサの出力信号とに応答する前記制御ルーチンを有している。
2007530855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端面側の複数の開口部（５２）を介して材料装入容器（５４）に開口し、少なくとも１つの可逆ハイドロポンプ（６）と該可逆ハイドロポンプ（６）を介して制御される液圧駆動シリンダ（５，５’）とを用いてプッシュプル方式で操作可能な２つの搬送シリンダ（５０，５０’）と、材料装入容器（５４）の内部に配置され、入口側を搬送シリンダ（５０，５０’）の前記複数の開口部に交互に接続可能でそれぞれ他の開口部を開放し、出口側を搬送管（５８）に接続されている液圧操作可能なパイプスライド（５６）とを備えた濃厚物質ポンプを制御するための制御装置であって、液圧駆動シリンダ（５，５’）がその一端にてそれぞれ１つの液圧管（１１，１１’）を介して可逆ハイドロポンプ（６）の接続部と結合され、且つ他端にて揺動オイル管（１２）を介して互いに液圧結合され、各ピストン行程終了後に可逆ハイドロポンプ（６）とパイプスライド（５６）とを逆転制御するための逆転制御装置（１８）が設けられている前記制御装置において、
液圧駆動シリンダと液圧操作可能なパイプスライドとのポンプ側液圧接続部が可逆ハイドロポンプから作動媒体の供給を受ける液圧循環系の並列分岐路に配置されていること、
パイプスライドがその回動位置に応答する位置検出器（８０）を有していること、
液圧駆動シリンダに互いに間隔を持って配置され、液圧駆動シリンダのピストンの通過に応答する少なくとも２つのシリンダ切換えセンサ、および／または、可逆ハイドロポンプの高圧出口における圧力変化に応答する圧力センサが設けられていること、
コンピュータで制御される逆転制御装置が、可逆ハイドロポンプとパイプスライドの液圧分岐路に配置される逆転制御機構との貫流量および貫流方向を調整するための制御過程をプログラム制御する制御ルーチンであって、位置検出器の出力信号とシリンダ切換えセンサの出力信号および／または圧力センサの出力信号とに応答する前記制御ルーチンを有していること、
を特徴とする制御装置。
【請求項２】
パイプスライドの位置検出器が角度検出器として構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御機構が可逆ハイドロポンプの斜板カムによって形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
斜板カムが液圧でまたは電気機械的に調整可能であることを特徴とする、請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
逆転制御機構が電磁的または機械的に制御可能な方向切換え弁として構成されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一つに記載の制御装置。
【請求項６】
端面側の開口部（５２）を介して材料装入容器（５４）に開口し、少なくとも１つの可逆ハイドロポンプ（６）と該可逆ハイドロポンプ（６）を介して制御される液圧駆動シリンダ（５，５’）とを用いてプッシュプル方式で操作可能な２つの搬送シリンダ（５０，５０’）を備え、該搬送シリンダ（５０，５０’）が、材料装入容器（５４）の内部に配置されて入口側を搬送シリンダ（５０，５０’）の前記開口部に交互に接続可能でそれぞれ他の開口部を開放するとともに出口側を搬送管（５８）に接続されている液圧操作可能なパイプスライド（５６）を有している濃厚物質ポンプを制御するための制御方法であって、搬送シリンダ（５０，５０’）内での搬送行程の終了時に可逆ハイドロポンプ（６）とパイプスライド（５６）との逆転制御を行うようにした前記制御方法において、
逆転制御過程の間にパイプスライドの回動位置を測定すること、
搬送過程の間に液圧駆動シリンダ内でのピストンの位置を監視し、各ピストン行程の終了区間において、可逆ハイドロポンプによって供給される搬送量を減少させることによりピストン速度を制動してピストンをエンドストッパーへ移動させること、
ピストンが制止されたときにパイプスライドの操作機構への圧力供給を逆転させ、パイプスライドがその回動経路上の所定中間位置に達するまで、増量段階で可逆ハイドロポンプにより供給される搬送量を方向逆転せずに増大させること、
次に、パイプスライドがエンドストッパーに達するまで、可逆ハイドロポンプにより供給される搬送量をもとの量に戻すこと、
可逆ハイドロポンプの貫流方向を逆転させ、パイプスライドへの圧力供給を逆転制御機構を介して中断させるか、或いは逆転制御により維持すること、
を特徴とする制御方法。
【請求項７】
可逆ハイドロポンプの貫流方向を逆転し終えたときに、パイプスライドと結合されている液圧逆転制御機構を逆転制御するか、或いは遮断することを特徴とする、請求項６に記載の制御方法。
【請求項８】
増量段階にある可逆ハイドロポンプを逆転制御過程の間に短時間最大搬送量へ制御することを特徴とする、請求項６または７に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端面側の複数の開口部を介して材料装入容器に開口し、少なくとも１つの可逆ハイドロポンプと該可逆ハイドロポンプを介して制御される液圧駆動シリンダとを用いてプッシュプル方式で操作可能な２つの搬送シリンダと、材料装入容器の内部に配置され、入口側を搬送シリンダの前記複数の開口部に交互に接続可能でそれぞれ他の開口部を開放し、出口側を搬送管に接続されている液圧操作可能なパイプスライドとを備えた濃厚物質ポンプを制御するための制御装置であって、液圧駆動シリンダがその一端にてそれぞれ１つの液圧管を介して可逆ハイドロポンプの接続部と結合され、且つ他端にて揺動オイル管を介して互いに液圧結合され、各ピストン行程終了後に可逆ハイドロポンプとパイプスライドとを逆転制御するための逆転制御装置が設けられている前記制御装置および制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の２シリンダ型濃厚物質ポンプを制御する装置は公知である（特許文献１）。この装置では、駆動シリンダのピストンの終端位置を、終端位置信号を発生させるシリンダ切換えセンサを用いて検出することができる。可逆ハイドロポンプの流動方向の逆転は駆動シリンダの前記終端位置信号を介して行うことができる。これと同時にパイプスライドが逆転制御される。この種のポンプ制御が機能的に安定であるのは、ポンプの駆動シリンダとパイプスライドの駆動シリンダとが２つの液圧循環系内に配置されている場合、および、パイプスライドが液圧ポンプにより蓄圧可能な蓄圧器を介して駆動シリンダの液圧回路とは別個に制御可能な場合である。いわゆる単循環ポンプの場合、すなわちパイプスライドを逆転制御するための圧力液が可逆ハイドロポンプにより供給を受ける駆動シリンダの液圧回路から直接分岐しているようなポンプの場合には、特に搬送媒体の搬送量および粘稠度が変化する際に、ピストンがまだその終端位置に達していないにもかかわらずパイプスライドの逆転制御を開始したときに不具合が生じる。さらに、このような場合にはパイプスライドの運動が緩衝されずに経過し、エンドストッパーに対する衝突および衝突音が発生する。
【０００３】
【特許文献１】独国特許出願公開題１９５４２２５８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、単循環ポンプの場合にも、コンクリート粘稠度および圧力が異なっている場合にも、確実で緩衝性のあるパイプスライド逆転制御が可能であるように、２シリンダ濃厚物質ポンプの制御装置および制御方法を改良することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題を解決するため、請求項１および６に記載の構成を提案する。本発明の他の有利な構成は従属項から明らかである。
【０００６】
本発明は、作動シリンダ内のピストンおよびパイプスライド双方の運動過程を監視し、測定した運動過程を考慮してコンピュータ制御により逆転制御するという思想から出発している。これを達成するため、本発明によれば、液圧駆動シリンダと液圧操作可能なパイプスライドとのポンプ側液圧接続部が可逆ハイドロポンプから作動媒体の供給を受ける液圧循環系の並列分岐路に配置されていること、パイプスライドがその回動位置に応答する位置検出器を有していること、液圧駆動シリンダに互いに間隔を持って配置され、液圧駆動シリンダのピストンの通過に応答する少なくとも２つのシリンダ切換えセンサ、および／または、可逆ハイドロポンプの高圧出口における圧力変化に応答する圧力センサが設けられていること、コンピュータで制御される逆転制御装置が、可逆ハイドロポンプとパイプスライドの液圧分岐路に配置される逆転制御機構との貫流量および貫流方向を調整するための制御過程をプログラム制御する制御ルーチンであって、位置検出器の出力信号とシリンダ切換えセンサの出力信号および／または圧力センサの出力信号とに応答する前記制御ルーチンを有していることが提案される。この場合、パイプスライドの位置検出器が角度検出器として構成されているのが合目的である。角度検出器の出力信号はパイプスライドの回動位置を表わす量である。
【０００７】
本発明の他の有利な構成によれば、制御機構は可逆ハイドロポンプの斜板カムによって形成され、斜板カムは液圧でまたは電気機械的に操作可能である。逆転制御機構は電磁的または機械的に制御可能な方向切換え弁として構成されていてよい。
【０００８】
本発明による解決手段によれば、制御方法に関しては、逆転制御過程の間にパイプスライドの回動位置を測定すること、搬送過程の間に液圧駆動シリンダ内でのピストンの位置を監視し、各ピストン行程の終了区間において、可逆ハイドロポンプによって供給される搬送量を減少させることによりピストン速度を制動してピストンをエンドストッパーへ移動させること、ピストンが制止されたときにパイプスライドの操作機構への圧力供給を逆転させ、パイプスライドがその回動経路上の所定中間位置に達するまで、増量段階で可逆ハイドロポンプにより供給される搬送量を方向逆転せずに増大させること、次に、パイプスライドがエンドストッパーに達するまで、可逆ハイドロポンプにより供給される搬送量をもとの量に戻すこと、可逆ハイドロポンプの貫流方向を逆転させ、パイプスライドへの圧力供給を逆転制御機構を介して中断させるか、或いは逆転制御により維持することが可能である。
【０００９】
本発明による方法の有利な構成によれば、可逆ハイドロポンプの貫流方向を逆転し終えたときに、パイプスライドと結合されている液圧逆転制御機構を逆転制御するか、或いは遮断する。増量段階にある可逆ハイドロポンプを逆転制御過程の間に短時間最大搬送量へ制御することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明の実施形態を添付の図面を用いて詳細に説明する。
図２に図示した制御装置は、図１の濃厚物質ポンプ用に構成されたものである。濃厚物質ポンプは２つの搬送シリンダ５０，５０’を有し、該搬送シリンダ５０，５０’の端面側の開口部５２は材料装入容器５４に開口し、圧縮行程の間、パイプスライド５６を介して搬送管５８と交互に連結可能である。搬送シリンダ５０，５０’は液圧駆動シリンダ５，５’と可逆ハイドロポンプ６とを介してプッシュプル方式で駆動される。このため、搬送シリンダ５０，５０’の搬送ピストン６０，６０’は共通のピストン棒９，９’を介して駆動シリンダ５，５’のピストン８，８’と連結されている。
【００１１】
図示した実施形態の場合、駆動シリンダ５，５’は液圧循環系の液圧管１１，１１’を介して可逆ハイドロポンプ６により両側から圧力油で付勢され、そのピストン棒側端部において揺動オイル管１２を介して互いに液圧連結されている。駆動ピストン８，８’の運動方向を逆転させるため、よって共通のピストン棒９，９’の運動方向を逆転させるため、可逆ハイドロポンプ６の貫流方向を、コンピュータ１４と調整機構１６とを含んでいる逆転制御装置１８を介して逆転させる。このため、可逆ハイドロポンプ６は斜板カム６２を有している。斜板カム６２は逆転制御の際にそのゼロ位置を通過するように回動し、その結果液圧管１１，１１’内の圧力油の搬送方向が逆転する。可逆ハイドロポンプ６の搬送量は、図示していない駆動モータの回転数が所定の値のときの斜板カム６２の回動角によって変化させることができる。なお、斜板カム６２の回動角は遠隔制御器６４を介してコンピュータ１４を用いて調整することができる。
【００１２】
可逆ハイドロポンプ６とパイプスライド５６の逆転制御は、駆動シリンダ５，５’のピストン８，８’がその終端位置に達したときに行う。逆転制御装置１８は、両駆動シリンダ５，５’のピストン棒側端部と底部側端部との間隔でそれぞれ配置されているシリンダ切換えセンサ２０，２２と２０’，２２’の出力信号を利用する。シリンダ切換えセンサ２０，２２と２０’，２２’は出力側を逆転制御装置１８のコンピュータ１４に接続されている。シリンダ切換えセンサ２０，２２と２０’，２２’はポンプ作動時にそのそばを通過する駆動ピストン８，８’に応答し、通過したことを信号化してコンピュータ入力部６６，６８へ送る。出力信号が発生すると、逆転制御装置１８内に逆転制御信号７６を遅延して発生させる。この逆転制御信号７６は調整機構１６を介して可逆ハイドロポンプ６を逆転させる。さらに、逆転制御過程の間に、方向切換え弁７９と逆転制御シリンダ７２，７２’とを介してパイプスライド５６の逆転を行う。通常作動時においては、逆転信号を発生させるためにピストン棒側のシリンダ切換えセンサ２０，２０’の信号を優先的に使用する。このため、コンピュータ１４は経路監視ルーチンを有している。経路監視ルーチンにおいては、ピストン棒側のシリンダ切換えセンサ２０，２０’の出力信号を評価して可逆ハイドロポンプ６および／またはパイプスライド５６のための逆転制御信号を形成させる。ピストン棒側のシリンダ切換えセンサ２０，２０’の少なくとも一方が故障している場合に対しては、故障しているセンサの代わりに、経路監視ルーチンを介して底部側のシリンダ切換えセンサ２２，２２’の少なくとも一方を作動させて逆転制御信号を形成させる。
【００１３】
逆転制御装置１８はさらに圧力センサ２４を有している。圧力センサ２４は可逆ハイドロポンプ６の高圧側７８に接続され、該圧力センサ２４の出力信号はコンピュータ１４において圧力監視ルーチンを用いて評価される。圧力監視ルーチンはストローク過程が経過している間に平均高圧を算出するもので、各搬送行程の終了時に発生する圧力上昇を特定し且つこの圧力上昇を可逆ハイドロポンプ６および／またはパイプスライド５６に対する逆転制御信号に変換するためのアルゴリズムを含んでいる。この逆転制御信号はシリンダ切換えセンサ２０，２０’；２２，２２’の故障時に逆転制御のために使用するのが有利である。
【００１４】
本発明の特徴は、パイプスライド５６がその回動位置に応答する位置検出器８０を有していること、コンピュータで制御される逆転制御装置１８が、可逆ハイドロポンプ６の斜板カム６２とパイプスライド５６の液圧分岐路８２に配置される逆転制御機構７９とをプログラム制御するための制御ルーチンであって、位置検出器８０の出力信号およびシリンダ切換えセンサ２０，２０’，２２，２２’の出力信号および／または圧力センサ２４の出力信号に応答する前記制御ルーチンを有していることにある。図示した実施形態では、位置検出器８０は角度検出器として構成され、他方逆転制御機構７９は電磁制御可能な方向切換え弁として構成されている。
【００１５】
このような処置によりパイプスライド５６をその角度位置に応じて作動油で付勢することができるので、迅速ではあるが減衰的に経過する逆転制御運動が行なわれる。
【００１６】
次に、図３のグラフを用いてパイプスライドの逆転制御過程についてより詳細に説明する。上のグラフは逆転制御弁７９の切換え位置７９’と時間との関係を示したもので、中央のグラフは角度検出器８０の角度位置８０’と時間との関係を示したもの、下のグラフは可逆ハイドロポンプ６の斜板カム６２の角度位置６２’と時間との関係を示したものである。さらに、ピストン棒側のシリンダ切換えセンサ２０，２０’がそのそばを通過するピストン８，８’によって応答して逆転制御信号を発する時点も記載されている。シリンダ切換えセンサに逆転制御信号が発生すると、可逆ハイドロポンプ１８の斜板カム６２が制御されるまで、吐出し量またはストローク時間に応じた遅延区間ｘだけ待機する。この遅延により搬送量にスロープＲが生じる。スロープＲのためにピストン８，８’が制動される。制動スロープが終了した時点でピストンはシリンダ底部の位置にある。この時点で斜板カム６２はプッシュオーバー段階Ｐでもう一度完全に外側へ回動し、その結果それまでと同じ送り方向において、パイプスライド５６をそのホームポジションＡから運動させる圧力が発生する。パイプスライドが所定の中間位置Ｚを越えると、位置検出器８０によりこの中間位置Ｚが信号化され、斜板カム６２は再び戻り回動する。シリンダ７２または７２’への供給は、パイプスライドが終端位置Ｅに達したときにストップする。この場合、方向切換え弁７９はそのニュートラル中間位置へ移動する。最後に斜板カム６２が完全に回動し、その結果戻り行程を行うことができる。
【００１７】
上記の方法は、駆動シリンダのポンプ側液圧接続部とパイプスライドの逆転制御シリンダとが可逆ハイドロポンプから供給を受ける１つの液圧循環系の並列分岐路内に配置されているような、単循環２シリンダ型濃厚物質ポンプに対し特に有利である。
【００１８】
以上の説明を総括すると以下のようになる。
本発明は濃厚物質ポンプを制御するための制御装置および制御方法に関する。濃厚物質ポンプの搬送ピストンは、少なくとも１つの可逆ハイドロポンプ６と該可逆ハイドロポンプ６を介して制御される液圧駆動シリンダとを用いてプッシュプル方式で操作可能である。搬送シリンダ５０，５０’は各圧力行程の際にパイプスライド５６を介して搬送管５８と結合される。各搬送行程が終了すると、可逆ハイドロポンプ６およびパイプスライド５６の逆転制御を行う。単循環２シリンダ濃厚物質ポンプでも確実な作動を得るため、本発明によれば、パイプスライドはその回動位置に応答する位置検出器を有している。さらに、液圧駆動シリンダに互いに間隔を持って配置され、液圧駆動シリンダのピストンの通過に応答する少なくとも２つのシリンダ切換えセンサ、および／または、可逆ハイドロポンプの高圧出口における圧力変化に応答する圧力センサが設けられている。コンピュータで制御される逆転制御装置は、可逆ハイドロポンプとパイプスライドの液圧分岐路に配置される逆転制御機構との貫流量および貫流方向を調整するための制御過程をプログラム制御する制御ルーチンであって、位置検出器の出力信号とシリンダ切換えセンサの出力信号および／または圧力センサの出力信号とに応答する前記制御ルーチンを有している。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】２シリンダ濃厚物質ポンプの一部分の部分断面斜視図である。
【図２】コンピュータで制御される単循環２シリンダ濃厚物質ポンプ用制御装置の回路図である。
【図３】各ピストン行程終了時の可逆ハイドロポンプおよびパイプスライドの逆転制御を説明するグラフである。
【図１】
2007530855.tif 000003
【図２】
2007530855.tif 000004
【図３】
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【国際調査報告】
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2007530855.tif 000009
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