DE3230912C1

DE3230912C1 - Betonmischer mit Vibrator

Info

Publication number: DE3230912C1
Application number: DE3230912A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr. 7900 Ulm Hudelmaier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-08-19
Filing date: 1982-08-19
Publication date: 1984-01-05
Also published as: IT1212773B; GB8321578D0; FR2531901A1; GB2126911B; FR2531901B1; GB2126911A; IT8322593A0

Description

Ausdehnung unter der Einwirkung des äußeren Luftdrucks und es ihn umgebenden Gemisches. Die Volumenverringerung kann zusätzlich durch das Merkmal des Anspruches 4 beschleunigt werden.

Die Ansprüche 5—7 betreffen Ausführungsformen von Behältern, die unterschiedliche Vorteile bei der Herstellung und im Betrieb aufweisen. Sie können daher je nach Größe und/oder Einsatzart des jeweiligen Betonmischers ausgewählt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mischers nach Anspruch 8 ist ein besonders einfacher und wirtschaftlicher Aufbau möglich, da der Vibrator mit dem vorhandenen Wasser als Fluid arbeitet. Die Einspeisung des zum Mischen notwendigen Wassers kann entsprechend Anspruch 11 erfolgen. Die Ansprüche 9 bis 12 betreffen eine bevorzugte Ausführungsform für die Wasserzufuhr zu den Behältern und ins Innere der Trommel.

Anhand der Zeichnungen werden nachstehend Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Betonmischern geschildert.

Es zeigen:

F i g. 1 schematisiert eine Betonmischer-Trommel mit einem Vibrator und einem Antrieb für diesen,

F i g. 2 eine andere Ausführungsform einer Trommel mit Vibrator und -antrieb,

F i g. 3 eine weitere Ausführungsform,

Fig.4—6 einen Vibrator in zwei Ansichten und Betriebszuständen

F i g. 7 einen schematisierten Leitungsplan

F i g. 8 einen Längsschnitt durch einen Verteiler,

Fig.9 einen Querschnitt IX nach Fig.8 in einer Betriebsstellung des Verteilers, und

Fig. 10 den Querschnitt IX — IX in einer anderen Betriebsstellung des Verteilers.

In F i g. 1 ist der Betonmischer lediglich schematisch durch seine Trommel 1 und einen Wassertank 2 dargestellt. Die übliche Lagerung einer derartigen Trommel 1 auf einem Transportfahrzeug, sowie weiteres Zubehör sind der Übersichtlichkeit halber weggelassen.

Die Trommel 1 weist an ihrer Innenwand fest angeordnete Mischelemente 3 in Spiralform auf. In der Nähe des Trommelbodens Xb ist als zusätzliche Mischhilfe ein Vibrator angeordnet. Er besteht aus einem Behälter 4 aus elastischem Material. Er ist an einer Halterung 5 befestigt, die vom Trommelboden Xb ins Trommelinnere ragt. Die Halterung 5 enthält dabei eine, in der Zeichnung nur angedeutete, Leitung 6, die den Trommelboden 1 durchsetzt und außerhalb der Trommel 1 in einem Verteiler 7 endet. In den Verteiler 7 mündet eine Druckleitung 8 von einer Pumpe 9, deren Saugseite über die Saugleitung 10 mit einem anderen Teil des Verteilers 7 verbunden ist. Außerdem ist die Saugseite der Pumpe 9 mit dem Wassertank 2 verbunden. Der Verteiler 7 weist einen Antrieb 11 für ein Steuerorgan 12 auf, das angetrieben die Leitung 6 abwechselnd mit der Druck- oder der Saugseite des Verteilers 7 verbindet.

Um einen Mischvorgang in der Trommel 1 durch den Vibrator zu unterstützen, wird die Pumpe 9 und der Verteilerantrieb 11 eingeschaltet. Dadurch wird der Behälter 4 abwechselnd mit Wasser gefüllt und dadurch zu annähernd Kugelgestalt ausgedehnt, und wieder leergesaugt, wodurch sich sein Volumen verringert. Diese pulsierende Volumenänderung gibt ständig Vibrationsenergie auf das FvIischgut ab und zwar in einem Bereich in Bodennähe der Trommel 1, in welchem sich die größte Menge des Mischgutes befindet. Die dem Wasser durch die Pumpe 9 mitgeteilte Energie wird mit einem großen Wirkungsgrad auf das Mischgut übertragen. F i g. 2 zeigt eine weitgehend F i g. 1 entsprechende

-, und daher auch mit dem gleichen Bezugszeichen versehene Trommel 1 samt Vibrator-Einrichtung. Hier wird nur der Unterschied geschildert. An der Halterung 5 sind zwei Behälter 4' angeordnet, die über eine gemeinsame Leitung 6 mit dem Verteiler 7 verbunden

in sind. Die Behälter 4' weisen dabei eine Gestalt auf, wie sie in vergrößerter Darstellung in den Fig.4—6 zu sehen ist: Über einen trommeiförmigen Körper aus einer Ringwand 13 mit beidseitigen Ringflanschen 14 sind beidseitig Membranen 15 so befestigt, daß sie sich

ι -, beim Füllen des Behälters 4' konvex nach außen wölben (F i g. 5), und beim Leersaugen des Behälters 4' konkav nach innen (F i g. 6). Letztere Bewegung wird durch eine Zugfeder 16 unterstützt, die koaxial zur Ringwand 13 im Behälter 4' angeordnet ist. Über Anschlußstutzen 17 ist

2(i der Behälter 4' mit der Leitung 6 verbindbar.

In F i g. 2 sind die Behälter 4' mit ihrer Ringwand 13 dem Trommelboden Xb zugekehrt. In F i g. 3 sind sie so an der Halterung 5 befestigt, daß die Membranen 15 sich einerseits dem Trommelboden Xb, andererseits der

>) Trommelöffnung zuwenden. Außerdem unterscheidet sich der Betonmischer nach Fig.3 von dem bisher geschilderten durch den Verteiler T. Er ist in F i g. 3 nur sehr schematisch angedeutet. In den Fig.8 bis 10 sind, teilweise schematisiert. Einzelheiten eines solchen

in Verteilen dargestellt

!n Fig. 7 ist ein schematisierter Leitungsplan für das Ausführungsbeispiel nach Fig.3 ersichtlich. Vom Wassertank 2 führt eine Leitung über eine Drossel 18 an die Saugseite der Pumpe 9. Die Druckseite der Pumpe 9 ist über die Druckleitung 8 mit dem Verteiler T verbunden. Vom Verteiler T geht die Saugleitung 10 ab, die mit der Saugseite der Pumpe 9 verbunden ist. Im Inneren des Verteilers T befindet sich das als Drehteiler 12' ausgebildete Steuerorgan. Der Drehteiler 12' wird über den Antrieb 11 angetrieben und verbindet die Druckleitung 8 und die Saugleitung 10 jeweils abwechselnd über die weiterführenden Leitungen 6' mit den Behältern 4' des Vibrators im Inneren der sich mit wechselnder Drehrichtung drehenden Trommel 1. Von den Behältern 4' befindet sich jeweils der eine im Füll- und der andere im Entleerzustand. Von der Druckseite der Pumpe 9 führt eine Zusatzleitung 21 über ein Absperrorgan 22, eine Wasseruhr 23 und eine weitere Drossel 24 ebenfalls ins Innere der Trommel 1, wo sie in wenigstens einer Düse 25 endet. Über die Zusatzleitung 21 wird das Anmachwasser in die Trommel 1 geleitet.

Der Betonmischer nach diesem Leitungsschema arbeitet folgendermaßen: Vom Wassertank 2 wird Wasser angesaugt und über die Druckleitung 8 in den Verteiler T und bei geöffnetem Absperrorgan 22 über die Zusatzleitung 21 in die Düse 25 gepumpt. Der Antrieb 11 wird eingeschaltet und läßt den Drehteiler 12' rotieren. Die Drehzahl des Drehteilers 12' kann experimentell auf die gewünschte Vibrationsfrequenz

M) abgestimmt worden. Durch seine Rotation verbindet der Drehteiler 12' die zu den beiden Behältern 4' führenden Leitungen 6' abwechselnd mit der Saug- bzw. der Druckseite der Pumpe 9. Der Drehteiler 12' ist so ausgestaltet, daß jeder der Behälter 4' mit gleicher Frequenz gefüllt und wieder entleert wird, wobei immer einer der Behälter 4' gefüllt wird während das Wasser aus dem anderen Behälter 4' gerade abgesaugt wird. Wird kein Anmachwasser benötigt, so wird das

Absperrorgan 22 geschlossen. Die Pumpe 9 ist weiterhin mit einem Absperrorgan versehen, so daß auch die Wasserzufuhr zu den Behältern 4' unterbrochen werden kann.

F i g. 8 zeigt einen Längsschnitt durch den Verteiler 7\ leicht schematisiert. Der Verteiler T besteht aus einem feststehenden Gehäuse 26 indem der Drehteiler 12' mittels Lager 27 drehbar gelagert ist. Das Gehäuse 26 und der Drehfeuer 12' weisen im wesentlichen Rohrform mit einem Boden auf, wobei der Drehteiler 12' einen das Gehäuse 26 nach außen durchsetzenden Antriebszapfen 12'a zur Verbindung mit dem Antrieb 11 aufweist. Im Inneren des Drehteilers 12' befindet sich ein zapfenförmiger Kern 28, der mit der Trommel 1 verbunden ist und deren Mischumdrehungen mitmacht. Im Inneren des Kerns 28 sind Leitungsabschnitte 6a und 66 der weiterführenden Leitungen 6' untergebracht, die jeweils zu einem der Behälter 4' führen. Außerdem enthält der Kern 28 einen Teil der Zusatzleitung 21. Das Gehäuse 26 weist auf einer Seite entsprechend der Anzahl der Behälter 4' zwei Anschlußbohrungen 29 für die Druckleitung 8 und auf der anderen Seite ebenfalls zwei Anschlußbohrungen 30 für die Saugleitung 10 auf. Die Druckleitung 8 und die Saugleitung 9 verzweigen sich jeweils vor dem Gehäuse 26 in zwei mit den Anschlußbohrungen 29 bzw. 30 verbindbare Arme, die in der Ficur strichpunktiert angedeutet sind. Die beiden Anschlußbohrungen 29 und die beiden Anschlußbohrungen 30 für die beiden Behälter 4' liegen jeweils in Längsrichtung des Gehäuses 26 im Abstand hinterein- jo ander, wobei die Achsen der ersten Anschlußbohrung 29 und der ersten Anschlußbohrung 30 in einer Ebene liegen und die Achsen der zweiten Anschlußbohrung 29 und der zweiten Anschlußbohrung 30 in einer zweiten Ebene liegen. Bevorzugt liegen sich die Anschlußbohrungen 29 und die Anschlußbohrungen 30 radial, mit fluchtenden Achsen gegenüber. Die Mündungen der Leitungsabschnitte 6a und 66 auf der Oberfläche des Kernes 28 sind so angeordnet, daß bei einer imaginären Drehung des Kernes 28 die Mündung des Leitungsabschniites 6a mit dem ersten Paar Anschlußbohrungen 29 bzw. 30 und die Mündung des Leitungsabschnittes 66 mit dem zweiten Paar Anschlußbohrungen 29 und 30 abwechselnd fluchten.

Der Drehteller 12' weist durchbruchartige Ausnehmungen 31 und 32 auf, die sich durch die gesamte Dicke des Drehteilers 12' erstrecken und über einen Teil des Umfanges des Drehteilers 12' verlaufen. An die Ausnehmungen 31 bzw. 32 schließen sich auf der dem Kern 28 zugewandten Seite des Drehteilers 12' Nuten 31a und 32a an, die sich über den gesamten restlichen inneren Umfang des Drehteilers 12' erstrecken. Die Ausnehmungen 31 bzw. 32 mit ihren entsprechenden Nuten 31a bzw. 32a weisen in Längsrichtung des Drehteilers 12' den rechen Abstand auf, wie die 55

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einander benachbarten .nschlußbohrungen 29 bzw. 31 im Gehäuse 26 bzw. die Mündungsöffnungen der Leitungsabschnitte 6a und 6b im Kern 28.

Wie in den Fig.9 und 10 deutlicher zu erkennen, verbinden die Ausnehmungen 31 und 32 mit ihren Nuten 31a bzw. 32a die Leitungsabschnitte 6a bzw. 6b abwechselnd mit den Anschlußbohrungen 29 bzw. 30 für die Druckleitung 8 bzw. Saugleitung 10, wobei F i g. 9 die Stellung des Drehteilers 12' aus Fig.8 wiedergibt und F i g. 10 die Situation einige Zeit Später, d. h. nach einer gewissen Umdrehung des Drehteilers 12' beschreibt. In Fig.9 hat der Drehteiler 12' eine Position erreicht, in der der Anfang der Ausnehmung 31 gerade die Verbindung zur Anschlußbohrung 29 freigegeben hat. Das Wasser wird aus der Druckleitung 8 durch die Anschlußbohrung 9 die Ausnehmung 31 in den Leitungsabschnitt 6a und von dort durch die zugehörige Anschlußleitung 6' in den Behälter 4' gepumpt. In < Fig. 10 hat sich der Drehteller 12' um ein Stück ^: weitergedreht und die Anschlußbohrung 29 geschlossen. Nunmehr ist die Anschlußbohrung 30 zur Saugleitung 10 geöffnet. Das Wasser wird aus dem Behälter 4' über die zugehörige Anschlußleitung 6' und den Leitungsabschnitt 6a in die Nut 31a und von dort durch die Ausnehmung 31 in die Anschlußbohrung 30 zurück zur Pumpe 9 gefördert Während wie hier beschrieben, der Leitungsabschnitt 6a mit den zugehörigen Anschlußbohrungen 29 bzw. 30 verbunden wird, wird der Leitungsabschnitt 66 in gleicher Weise aber in umgekehrter Reihenfolge mit den Anschlußbohrungen 30 bzw. 29 verbunden. Wenn sich wie beschrieben die Anschlußbohrungen 29 und die Anschlußbohrungen 30 jeweils radial gegenüberliegen, so werden die Ausnehmungen 31 und 32 auf dem Umfang des Dehteilers 12 , spiegelbildlich versetzt zueinander angeordnet Die · Ausnehmungen 31 bzw. 32 erstrecken sich bevorzugt über etwa 140° des Drchtcilerumfanges. Auf den restlichen 220° sind die Nuten 31a bzw. 32a ai'.n Gehäuse hin abgeschlossen. Die Größe der Ausnehmungen bzw. ihre Lage kann jedoch je nach den Erfordernissen abgeändert werden (beispielsweise für Überdeckungen, um Druckstöße zu vermeiden).

Der im Kern 28 enthaltene Abschnitt der Zusatzleitung 21 steht, an einer Stelle die nicht vom Drehteiler 12' überstrichen wird, ebenfalls Über eine Umfangsnut 33 im kernseitigen Umfang des Gehäuses 26 in ständiger Verbindung mit dem Außenbereich.

Durch die Umfangsnuten 31a, 32a und 33 kann sich der Kern 28 entsprechend den Mischbewegungen der Trommel 1 mit wechselnder Drehrichtung drehen, ohne daß die Verbindung zum Außenbereich in irgendeiner Weise gestört wird. Außerdem können dadurch die Leitungsabschnitte 6a, 66 und 21 im Inneren des Kerns dort angeordnet sein, wo Platz ist, solange sichergestellt ist, daß sie in die ihnen zugehörige Nut 31a, 32a bzw. 33 münden.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Betonmischer, insbesondere Fahrmischer, mit einem mittels eines über eine Pumpe zentrisch durch die Trommelwelle in das Trommelinnere pulsierend einfüllbaren Fluids antreibbaren, Schwingungen direkt auf das Mischgut übertragenden Vibrator im Inneren der Trommel, dadurch gekennzeichnet, daß als Vibrator wenigstens ein Behälter (4 bzw. 4') mit einem elastisch veränderlichem Volumen verwendet wird, der mittels einer Druck- und Saugpumpe (9) und eines Verteilers (7) abwechselnd mit dem Fluid gefüllt und dadurch räumlich gedehnt und dann entleert wird.

2. Betonmischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei elastische Behälter (4; 4') abwechselnd gefüllt und entleert werden.

3. Betonmischer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter (4, 4') mit ihrem Fluid einen geschlossenen Kreislauf bilden.

4. Betonmischer nach wenigstens einem der Ansprüche 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (4,4') ein ihn beim Entleeren zusammenziehendes Federelement (16) enthält.

5. Betonmischer nach wenigstens einem der Ansprüche 1 -4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (4) im wesentlichen aus einer elastischen Blase besteht.

6. Betonmischer nach wenigstens einem der Ansprüche 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (4¹) teilweise aus festen Wandflächen (13) und dazwischen elastisch ausdehnbaren Membranen (15) besteht.

7. Betonmischer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (4') aus einer Trommel mit einer festen Ringwand (13) und aus Membranen (15) gebildeten Böden besteht.

8. Betonmischer nach wenigstens einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (9) für die Behälterfüllung und -leerung an den Wasserbehälter (2) für das Misch- und Reinigungswasser angeschlossen ist.

11. Betonmischer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zusatzleitung (21) durch die Trommelwelle für das gleichzeitige Einbringen des Mischwassers in die Trommel (1) vorhanden ist. 9. Betonmischer nach wenigstens einem der Ansprüche 1 —8, dadurch gekennzeichnet, daß der die Behälter (4, 4') wechselweise mit einer Füll- (8) und einer Entleerleitung (10) verbindender Verteiler (7') ein fest mit diesen Leitungen (8,10) verbundenes Gehäuse (26) mit wenigstens innen kreisförmigem Querschnitt,

einen in das Gehäuse (26) ragenden, jeweils einen 55 Leitungsabschnitt (6 bzw. 6') zu einem der Behälter (4') enthaltenden Kern (28),

und dazwischen drehbar gelagert einen antreibbaren Drehteiler (12') in Form eines Hohlkörpers mit Ausnehmungen (31 bzw. 32) aufweist. to

10. Betonmischer nach Anspruch 9, dadurch

gekennzeichnet, daß der Kern (28) Teil der

Trommelwelle ist.

12. Betonmischer einem der Ansprüche 9 bis 11

dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (28) und das *>■>

Gehäuse (26) Abschnitte der Zusatzleitung (21) für

die Mischwasserzufuhr enthalten.

Die Erfindung beirifft einen Betonmischer nach dei Oberbegriff des Anspruches I.

Es ist ein Betonmischer vorgeschlagen, (Deutsche: Patent 32 01 162), bei dem im Inneren der Betonmisch trommel ein oder mehrere Vibratoren durch das durc die Trommelwelle zugefühne Anmachwasser i Schwingungen versetzt werden. 7u diesem Zweck wir das Anmachwasser entweder selbst zum Pulsiere gebracht oder treibt eine mit einer Unwuch; versehene; Turbine oder einen Pulsator an. Als Vibrator kann direkt¹ ein Teil der Wasserzuleitung dienen, der durch den pulsierenden Wasseraustritt zum Schwingen angeregt wird, oder ein gesonderter Schwingkörper, der durch das stoßweise Auftreffen des Anmachwassers erregt wird. Mit diesen Vibratoren wird das gewünschte Mischergebnis während der Einströmzeit des Anmach wassers erzielt.

Es ist ferner ein Vibrator bekannt (DE-OS 20 05 547), der u. a. auch in Mischern eingesetzt werden soll. Der Vibrator besteht dabei im wesentlichen aus einem geschlossenen Raum, der mit einem flüssigen Medium gefüllt ist. Fn diesem befindet sich eine Druckmittelleitung in Schleifenform, mit einem elastischen Rohrabschnitt in welchem durch plötzliche Verengung im Wege der Flüssigkeit Gravitationserscheinungen und damit Schwingungen erzeugt werden. Diese Schwingungen in dem elastischen Leitungsbereich werden auf das flüssige Medium und damit auf die Gehäusewände des Vibrators Übertragen. Ein solcher Vibrator ist baulich aufwendig. Sein Wirkungsgrad ist niedrig, Da die in der Druckmittelleitung durch die Gravitationswirkung erzielte Vibration über ein flüssiges Medium auf die Gehäusewand übertragen werden muß und von dort erst in die Mischung eingeleitet werden kann.

Der Wirkungsgrad der eingangs geschilderten, mit dem Anmachwasser für die Betonmischung arbeitenden Vibratoren ist besser, aber noch nicht optimal.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Betonmischer der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, dessen Vibrator bzw. Vibratoren bei einfachem Aufbau bei direkter Beaufschlagung des Mischgutes mit verbessertem Wirkungsgrad arbeiten.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Merkmal des Anspruches 1 gelöst.

Die Strömungsenergie des Fluids wird zur Volumenänderung des Behälters ausgenützt und diese überträgt die Bewegungsenergie direkt auf das Mischgut. Es ergibt sich eine günstige Ausnützung der aufgewandten Energie. Ein weiterer Vorteil ist der relativ geringe Bauaufwand und die einfache Wartung.

Vibratoren, die einen Behälter mit elastisch veränderlichem Volumen aufweisen, sind aus den Unterlagen der DE-GM 68 11028 bei Rüttelvorrichtungen an sich bekannt.

Das Merkmal des Anspruches 2 ermöglicht eine Frequenzerhöhung für die vom Vibrator ausgehenden Impulse, ohne daß die Beanspruchung des einzelnen Behälters erhöht wird. Die mit dem Mischgut in Kontakt stehende Oberfläche vergrößert sich. Ferner können zwei Behälter in der Trommel so angeordnet werden, daß sie ihre Vibrationsimpulse in verschiedene Trommelbereiche abgeben.

Das Merkmal des Anspruches 3 hat eine weitere bauliche Vereinfachung zur Folge, insbesondere im Hinblick auf den Einbau des Vibrators in einen Betonmischer. Als Fluid kann im übrigen Luft, ein Druckmittel oder Wasser verwendet werden. Beim Entleeren des Behälters verringert dieser seine