DE3532722C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Bereitstellung von Fasern enthaltender hydraulisch abbindender Masse, insbesondere Naßmörtel oder Trockenmörtel, mit einem wenigstens streckenweise zylinderrohrförmigen Gehäuse, das in Förderrichtung hintereinander eine Beschickungsstelle für nicht faserhaltigen Trockenstoff, eine Mischzone, eine Fasereingabestelle und eine Ausgabeöffnung aufweist, und mit einer in dem Gehäuse angetrieben rotierenden, einen Förderstrom durch das Gehäuse bewirkenden Welle, die im Bereich der Beschickungsstelle für nicht faserhaltigen Trockenstoff eine Dosierschnecke und im Bereich der Fasereingabestelle eine Mischschnecke trägt.

Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-AS 23 37 129 bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Stand der Technik dahingehend zu verbessern, daß eine gleichmäßigere und intensivere Einarbeitung der Fasern erfolgt.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der genannten Art dadurch gelöst, daß die Welle im Bereich der Fasereingabestelle zusätzlich zu der als Spiral-Axial-Schnecke ausgebildeten Mischschnecke wenigstens ein weiteres Fasereinmischwerkzeug trägt.

Ein bevorzugtes Fasereinmischwerkzeug ist aus einer Anzahl von im wesentlichen radial von der Welle abstehenden Stiften gebildet. Vorzugsweise sind die Stifte in Umfangsrichtung der Welle entgegen der Drehrichtung der Welle gekrümmt.

An der Fasereingabestelle kann sich ein Schneidwerk befinden, aus dem geschnittene Fasern in das Gehäuse der Vorrichtung gelangen. Der direkte Anbau eines Faserschneidwerks an die Vorrichtung hat den Vorteil, daß die geschnittenen Fasern nach dem Verlassen des Schneidwerks keine Gelegenheit mehr haben, zusammenzuballen, bevor sie in die hydraulisch abbindende Masse eingemischt werden. Die pro Zeiteinheit zudosierte Fasermenge läßt sich anhand der Einzugsmenge und -geschwindigkeit von Fasersträngen in das Schneidwerk innerhalb weiter Grenzen mit hoher Genauigkeit steuern.

An das Faserschneidwerk kann sich ein in das Gehäuse mündender Fallschacht anschließen.

Das Gehäuse der Vorrichtung kann sich stromab von dem Fallschacht zu der Ausgabeöffnung hin konisch verjüngen und einen auf der Welle sitzenden, sich entsprechend konisch verjüngenden Förderschneckenschnitt enthalten. In diesem konischen Endteil des Gehäuses erfolgt ein intensives schonendes Nachmischen des Faserbetons.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Schematisch zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung;

Fig. 2 den Austrittsbereich eines Vorratsbehälters der Vorrichtung, ebenfalls im Längsschnitt;

Fig. 3 einen schematischen Querschnitt nach III-III von Fig. 2;

Fig. 4 ein Mischwerkzeug der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Seitenansicht;

Fig. 5 einen Schnitt nach V-V von Fig. 4;

Fig. 6 eine Einzelheit eines Feinzerkleinerungsbereichs der Vorrichtung im Längsschnitt;

Fig. 7 zu der Vorrichtung gehörige Fasereinmischwerkzeuge in einer schematischen axialen Draufsicht auf einen Wellenabschnitt der Vorrichtung.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung hat ein Gehäuse mit einem horizontal zu liegen kommenden, im wesentlichen kreiszylindrischen Rohr 10. An dem einen Ende des Rohres befindet sich der Vorratsbehälter 12 für Trockenstoff, stromab davon ein radialer Wasseranschluß 14, weiter stromab eine Fasereinbaustation mit einem Faserschneidwerk 16, und schließlich am anderen Ende des Rohres 10 ein konisch sich verjüngendes Endteil 18, das nach unten hin eine Ausgabeöffnung 20 hat. Die Vorrichtung stellt bei Einsatz von Trockenstoff, Wasser und Fasern in einem kontinuierlichen Strom durch das Rohr 10 Faserbeton bereit.

Die Vorrichtung ist im Bereich des Vorratsbehälters 12 auf Rollen 22 montiert und mit einem Fuß 24 gegen den Boden abgestützt. Das Faserschneidwerk 16 hat ein separates, ebenfalls auf Rollen 26 laufendes Gestell 28. Dieser Aufbau erlaubt es, einen Standortwechsel schnell und einfach durchzuführen.

Der Vorratsbehälter 12 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Aufsatzkasten ausgebildet, der insbesondere mit einem Sackaufreißer versehen sein kann. Doch läßt sich statt eines Aufsatzkastens auch ein Siloanschlußteil verwenden, über das der erfindungsgemäßen Vorrichtung Trockenstoff direkt aus einem Silo zugeführt wird. Der Umbau zwischen beiden Varianten ist einfach.

An den Vorratsbehälter 12 ist in axialer Verlängerung des Rohres 10 ein Motor 30 angebaut. Dieser treibt eine Welle 32, die sowohl den Vorratsbehälter 12 als auch in mittiger, axialer Anordnung das Rohr 10 über seine volle Länge durchzieht. Die Welle 32 trägt eine Reihe von Werkzeugen, die zum Dosieren von Trockenstoff aus dem Vorratsbehälter 12, Mischen, Feinzerkleinern, zum Fasereinmischen und nicht zuletzt zum Transport der Masse durch das Rohr 10 dienen.

Fig. 2 zeigt schematisch, wie das Austragen von Trockenstoff aus dem Vorratsbehälter 12 erfolgt. Ein im Innern des Vorratsbehälters 12 laufender Abschnitt der Welle 32 trägt eine Dosierschnecke 34 sowie einzelne, radial abstehende Auflockerungsflügel 35. Die Welle 32 ist durch eine frontseitige Austrittsöffnung 36 des Vorratsbehälters 12 hindurchgeführt, die den Übergang zu dem Rohr 10 darstellt. Die Austrittsöffnung 36 weist kreisrunden Querschnitt auf, und sie hat kleineren Durchmesser als das Rohr 10, bezüglich dessen sie mittig angeordnet ist. Die Querschnittsverengung wird von einer koaxial zu dem Rohr 10 angeordneten, radial nach innen vorstehenden Zylinderbuchse 38 gebildet. Die Dosierschnecke 34 ragt in die Zylinderbuchse 38 hinein, in der sie endet.

Bei rotierender Welle 32 transportiert die Dosierschnecke 34 eine definierte Rate Trockengut aus dem Vorratsbehälter 12 in das Rohr 10. Die Dosier­ rate hängt von der Baugeometrie, insbesondere der Größe der Austrittsöffnung 36 und Steigung der Dosierschnecke 34, dem Kammervolumen sowie von der Drehzahl der Welle 32 ab, anhand derer sie in weiten Grenzen geregelt werden kann.

Bezugnehmend auf Fig. 1 bis 5, schließt sich stromab von der Dosierzone in dem Rohr 10 eine Mischzone an. Die Welle 32 trägt hier radial davon abstehende Mischflügel 40, die in dem Rohr 10 befindliches Gut mischen und durch ihre Formelgebung, einen geeigneten Anstellwinkel usw. zugleich transportieren. Ein Teil der Mischflügel ist mit Abstreifern 42, 44 bestückt, die aus Hartgummi o. ä. bestehen und sich an die Innenwand des Rohrs 10 anlegen. Insbesondere in Fig. 4 und 5 erkennt man Abstreifer 42, die am radial äußeren Ende je eines Paares von Mischflügeln 40 befestigt sind und sich im wesentlichen in axialer Richtung erstrecken. Die Mischflügel tragen ein als Halter dienendes Flachteil 41, an dem mit Schrauben oder Nieten 43 die Abstreifer 42 befestigt sind. Es ist eine Anzahl derartiger Mischflügelgruppen 40 mit Abstreifer 42 vorgesehen, die in Axialrichtung der Welle 32 mit Abstand aufeinander folgen (Fig. 1). Die Mischflügel 40 der einzelnen Gruppen sind in Umfangsrichtung um 120°C winkelversetzt. Auf der Höhe jeder Gruppe befinden sich auch einzelne Mischflügel 46 ohne Abstreifer, und zwar ebenfalls unter einem Winkelversatz von beispielsweise 120°. Diese Geometrie ist schematisch in Fig. 3 gezeigt.

Wie Fig. 2 zu entnehmen, befindet sich einer der Abstreifer 44 am axialen Ende der Zylinderbuchse 38, an dem sich der Durchtrittsquerschnitt für das Gut auf das Innenmaß des Rohres 10 weitet. Der Abstreifer 44 legt sich sowohl an die Stirnfläche 48 der Zylinderbuchse 38, als auch an die Innenwand des Rohres 10 an. Er sorgt so dafür, daß der stufenförmige Übergang zum Austritt des Vorratsbehälters 12 stets von Material freigekratzt wird, wodurch unter anderem eine Trennung von Naßzone und Trockenzone der erfindungsgemäßen Vorrichtung erreicht wird.

Bezugnehmend auf Fig. 1 und 2, befindet sich der Wasseranschluß 14 der Vorrichtung im Bereich der Mischzone, und zwar in ihrem stromauf gelegenen Teil. Der Wasseranschluß 14 hat aber einigen Abstand zu der Durchmesserstufe am Ende der Zylinderbuchse 38. Er ist überdies gegen die Rohrachse geneigt, so daß ein eingespeister Wasserstrahl eine Sprührichtung stromab in Förderrichtung des Guts hat. Durch alle diese Maßnahmen, insbesondere die Durchmesserstufung des Gehäuses der Vorrichtung und den dort arbeitenden Abstreifer 44, verhindert man, daß Wasser in den Vorratsbehälter 12 gelangt. Diese Sperre ist insbesondere auch dann wirksam, wenn der Antrieb der Welle abgeschaltet, und damit der Förderstrom des Guts unterbrochen wird. Es ist so möglich, die kontinuierliche Mörtelherstellung kurzfristig, beispielsweise für 10 bis 15 Minuten, zu unterbrechen, und die Vorrichtung dann wieder anzufahren, ohne daß besondere Maßnahmen ergriffen werden müßten.

Die Abstreifer 42, 44 bewirken eine Intensivierung des Mischvorgangs, und sie sorgen dafür, daß sich die Mischzone über den vollen Querschnitt des Rohrs 10 erstreckt. Weiter dienen sie zugleich zur Lagerung der Welle 32. Wie Fig. 1 zeigt, ist die Welle 32 so doppelt gelagert; als zweites Lager ist ein Wälzlager 50 an der Stirnseite des konischen Rohrendteils 18 vorgesehen.

An die Mischzone schließt sich stromab eine Feinzerkleinerungszone der Vorrichtung an. In dieser trägt die Welle 32 kammähnliche Werkzeuge 52, die mit ihrem Kammrücken an die Welle 32 angrenzen, sich im wesentlichen in Radialrichtung erstrecken und radial abstehende Stifte haben. Es können auf gleicher axialer Höhe mehrere winkelversetzte Kämme 52 angebracht sein, beispielsweise drei Kämme 52 unter einem Winkelabstand von 120°. Die mit der Welle 32 rotierenden Kämme 52 stehen mit gehäusefesten Kämmen 54 im Eingriff. Letztere kommen mit ihrem Kammrücken an der Innenwand des Rohrs 10 zu liegen, erstrecken sich im wesentlichen in axialer Richtung, und haben radial nach innen gerichtete Zinken. Der nach dem Schlüssel-Schloß-Prinzip erfolgende Eingriff der Kämme 52, 54 ist in Fig. 6 verdeutlicht. Bei rotierender Welle 32 wird die durch das Rohr 10 geförderte Masse zwischen den Kämmen 52, 54 feinzerkleinert und homogenisiert. Sie ist so klumpenfrei, pastös und sehr fließfähig und damit für den Einbau von Fasern optimal vorbereitet. Die Kämme 52, 54 bestehen aus Stahldraht. Es ist aber auch ein Einsatz anderer Materialien, insbesondere Kunststoff und Hartgummi, möglich.

Stromab von der Feinzerkleinerungszone schließt sich die Faserzugabestelle mit dem Faserschneidwerk 16 an. Diesem werden Faserstränge 58, beispielsweise Glasfaserrovings zugeführt, die mit vorgebbarer Länge zerschnitten werden. Die pro Zeiteinheit bereitgestellte Fasermenge läßt sich über die Einzugsgeschwindigkeit des Faserschneidwerks 16 regeln. Nach dem Zerschneiden gelangen die Fasern in einen Fallschacht 56, der im wesentlichen vertikal orientiert ist und in das Rohr 10 der Vorrichtung mündet.

Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung von Glasfasern, insbesondere alkaliwiderstandsfähigen Glasfasern, beschränkt. Beispielsweise können auch andere mineralische Fasern, Kunststoffasern, Stahlfasern u. a. verarbeitet werden.

Das durch die Vorrichtung geförderte Gut wird stromab von den Kämmen 52, 54 von einer Spiral-Axial-Schnecke 60 übernommen, die sich unter dem Fallschacht 56 und durch das konische Endteil 18 hindurch bis hin zu der Ausgabeöffnung 20 erstreckt. Die Schnecke 60 sitzt an der Welle 32 und mischt das Gut und die Fasern durch. Auf der Höhe des Fallschachts 56 ist die Welle 32 zusätzlich mit stiftförmigen Fasereinmischwerkzeugen bestückt. Wie Fig. 1 zu entnehmen, folgen diese Stifte 62 axial mit Abstand aufeinander. Sie sind über den Umfang der Welle 32 verteilt, wobei auf gleicher axialer Höhe drei winkelversetzte Stifte 62 angeordnet sein können. Dies ist in Fig. 7 illustriert; die Schnecke 60 ist dabei der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Die Stifte 62 stehen im wesentlichen radial von der Welle 32 ab, und sie sind in Umfangsrichtung gekrümmt, und zwar entgegen der Drehrichtung der Welle 32. Mit diesen Stiften 62 erfolgt ein schonendes, gleichmäßiges Einmischen der Fasern in das Gut.

Stromab von dem Fallschacht 56 schließt sich das konische, zu der Ausgabeöffnung 20 hin sich verjüngende Rohrenteil 18 an. Der in diesem Endteil 18 enthaltene Abschnitt der Schnecke 60 verjüngt sich entsprechend. Durch diese Formgebung erreicht man ein schonendes, besonders intensives Einmischen der Fasern.

Die Vorrichtung ist segmentiert. Das konische Endteil 18 ist ein abnehmbares Teil, das mit dem Rohr 10 über einen Schnellverschluß 64 verbunden ist. Das Rohr 10 ist seinerseits mit einem entsprechenden, nicht näher dargestellten Schnellverschluß an dem Vorratsbehälter 12 angebracht. Man kann so das Gehäuse der Vorrichtung zu Reinigungs­ zwecken leicht demontieren. Die Welle 32 ist mindestens von der Mischzone bis zu der Ausgabeöffnung 20 einstückig. Der Wellenabschnitt im Innern des Vorratsbehälters 12 kann ein separates Teil sein, an dem sich die Welle 32 in einer drehfesten Verbindung lösbar festlegen läßt.

Die Vorrichtung kann mit oder ohne Zugabe von Anmachwasser zur Herstellung von faserbewehrten hydraulisch abbindenden Massen Verwendung finden. Sie läßt sich alternativ dazu verwenden, Trockenstoff mit Fasern zu mischen, und Fasern in eine mit Wasser angemachte Matrix einzubauen. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist die Herstellung von Faserbeton in einem kontinuierlichen Mischverfahren.

Die Zugabe von Wasser erfolgt mittels einer Wasserpumpe 66 über eine Dosiereinheit 68. Von dieser gelangt das Wasser über eine Leitung 70, in der ein Hahn 72 und eine Druckmeßuhr 74 liegen, an den Wasseranschluß 14.

Die Vorrichtung hat eine Steuereinheit 76 mit einer Zeitverzögerungsschaltung, die bei Inbetriebnahme und Abschaltung der Vorrichtung wirksam wird. Bei Inbetriebnahme läuft die Dosier- und Mischwelle 32 mit einem Vorlauf relativ zu dem Faserschneidwerk 16 an. Dabei gibt es zwei unterschiedlich lange Vorlaufperioden, die durch Kopfdruck gewählt werden können. Eine längere Vorlaufperiode von beispielsweise ca. 8 Sekunden wird bei erstmaliger Inbetriebnahme der Vorrichtung, nach Demontage und Reinigung usw., verwendet, d. h. in einem Betriebszustand mit leerem Rohr 10. Man trägt so der Tatsache Rechnung, daß von der Dosierung des Guts aus dem Vorratsbehälter 12 bis zum Erreichen der Faserzugabestelle eine gewisse Laufzeit erforderlich ist. Nach einem kurzzeitigen Abschalten der Vorrichtung, das dank der Trennung von Trockenzone und Naßzone problemlos möglich ist, wird hingegen die kürzere Vorlaufperiode der Dosier- und Mischwelle 32 relativ zu dem Faserschneidwerk 16 gewählt, die beispielsweise ca. eine Sekunde betragen kann. Beim Abschalten der Vorrichtung wird zunächst immer das Faserschneidwerk gestoppt, während die Welle 32 kurze Zeit nachläuft, beispielsweise ebenfalls ca. eine Sekunde.

Bei Herstellung einer mit Wasser angemachten Mischung startet man die Wasserzufuhr zugleich mit dem Anlaufen der Dosier- und Mischwelle 32. Es ist eine Sicherheitsschaltung vorgesehen, die den Wasserdruck überwacht, und einen Betrieb der Vorrichtung bei nicht ausreichendem Wasserdruck verhindert. Weiter wird die ordnungsgemäße Funktion des Schneidwerks 16 überwacht, damit es nicht durch Einziehen ungeschnittener Fasern zu Betriebsstörungen kommt. Das Schneidwerk 16 enthält eine Walze, die pneumatisch gesteuert die Faserstränge gegen rotierende Schneidmesser drückt. Bei nicht ausreichendem pneumatischen Arbeitsdruck erfolgt eine Abschaltung.

Die Vorrichtung ermöglicht es, verschiedene Funktionen mittels einer Welle und eines Antriebs hintereinander durchzuführen, insbesondere:

• 1. die Dosierung des Trockenstoffs (Fördern einer vorgegebenen Menge pro Zeiteinheit mit der Dosierschnecke);
• 2. die Dosierung von Wasser und die Herstellung der Naßmischung in dosierter Menge (vorgegebene Menge pro Zeiteinheit) mittels eines Durchlaufmischers;
• 3. das Unterziehen bzw. Untermischen von Faserschnitzeln, die in der Fasereinbauzone von einem Schneidwerk dosiert zugegeben werden.

Die Vorrichtung erlaubt eine kontinuierliche Herstellung von Faserbeton mit einstellbarem Faseranteil und vorgebbarer Faserlänge in einem Mischverfahren, das einen stetigen Materialstrom von gleichbleibender und ausgezeichnet reproduzierbarer Zusammensetzung liefert. Das Material kann direkt in Formen, Schalungen usw. gegeben werden, beispielsweise um dünnwandige Formkörper von hoher Stabilität herzustellen. Weitere Anwendungsgebiete sind die Herstellung zementgebundener Rohrbeschichtungen, Faserputze, Bodenbeläge u. a. m. Vielfältige Einsatzmöglichkeiten bietet schließlich die Bausanierung.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Bereitstellung von Fasern enthaltender hydraulisch abbindender Masse, insbesondere Naßmörtel oder Trockenmörtel, mit einem wenigstens streckenweise zylinderrohrförmigen Gehäuse, das in Förderrichtung hintereinander eine Beschickungsstelle für nicht faserhaltigen Trockenstoff, eine Mischzone, eine Fasereingabestelle und eine Ausgabeöffnung (20) aufweist, und mit einer in dem Gehäuse angetrieben rotierenden, einen Förderstrom durch das Gehäuse bewirkenden Welle (32), die im Bereich der Beschickungsstelle für nicht faserhaltigen Trockenstoff eine Dosierschnecke (34) und im Bereich der Fasereingabestelle eine Mischschnecke (60) trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (32) im Bereich der Fasereingabestelle zusätzlich zu der als Spiral-Axial-Schnecke ausgebildeten Mischschnecke (60) wenigstens ein weiteres Fasereinmischwerkzeug trägt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fasereinmischwerkzeug aus einer Anzahl von im wesentlichen radial von der Welle (32) abstehenden Stiften (62) gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (62) in Umfangsrichtung der Welle (32) entgegen der Drehrichtung der Welle (32) gekrümmt sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich an der Fasereingabestelle ein Faserschneidwerk (16) befindet, aus dem geschnittene Fasern in das Gehäuse der Vorrichtung gelangen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich an das Faserschneidwerk (16) ein in das Gehäuse mündender Fallschacht (56) anschließt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Gehäuse in Förderrichtung nach der Fasereingabestelle zu der Ausgabeöffnung (20) hin konisch verjüngt und einen auf der Welle (32) sitzenden, sich entsprechend konisch verjüngenden Förderschneckenabschnitt enthält.