Betonmischer mit Vibrator

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Betonmischer mit einer Trommel, in welcher Mischgut aus Betonkomponenten und über eine Wasserzuführungsleitung einführbares Anmachwasser mittels Mischelementen durchmischbar ist, und wenigstens einem zum Einbringen von Vibrationsenergie in das Mischgut erregbaren Vibrator.

[0002] Aus der US-A-4148 588 ist ein Mischer dieser Art bekannt. Die dort vorhandene, drehbare Trommel zur Betonherstellung weist an ihrer Decke Zuführöffnungen auf, in die eine flüssige Charge mit den Betonbestandteilen zugeführt wird. Das Mischen wird mittels Vibratoren verbessert, die jeweils über Unwuchtmotoren auf einer vibrierenden Platte angeregt werden. Der Mischer ist durch die Anordnung der oszillierenden Platte und die Unwuchtmotoren aufwendig im Aufbau. Ferner erscheint der Energiebedarf relativ hoch.

[0003] Das gleiche gilt für einen Mischer, wie er aus der DE-A-2 425158 bekannt ist. Der Mischer wird von der Deckelseite her gefüllt und das fertige Mischgut am Boden ausgetragen. Von dem Boden her ragt eine zum Drehen antreibbare Welle, welche als Mischelemente elastische Lamellen trägt, in die Trommel. Zusätzlich ist eine Anzahl von Rüttlern im Wandbereich angeordnet. Der direkt auf das Mischgut wirkende Teil jedes Rüttlers besteht aus einer Platte, die der Krümmung der Mischgefässwand angepasst ist und von der Innenseite des Mischers her eine entsprechende Wandöffnung überdeckt. Sie ist mit der Wand durch eine elastische Zwischenwand verbunden, welche die Öffnung abdeckt und gleichzeitig eine Übertragung der Rüttelbewegung auf die Gefässwand verhindern soll. Jeder Platte ist ein eigener Antrieb in Form eines Unwucht-Elektrorüttlers zugeordnet, der sich ausserhalb des Mischbehälters befindet. Dieser bekannte Mischer ist baulich höchst aufwendig durch die notwendigen Öffnungen in der Trommelwand, die genaue Anpassung der entsprechenden Rüttlerplatte und den zugehörigen Abdichtungen, sowie der Notwendigkeit einer Mehrzahl eigener Unwuchtsrüttler. Es muss bezweifelt werden, dass die angegebene Wirkung der Rüttelbewegung auf das Mischgut tatsächlich erreicht wird. Weitere Nachteile sind die erhebliche Störanfälligkeit, da die elastische Abdichtung vom Mischgut erreicht und im Laufe der Zeit angegriffen wird; ausserdem lässt sich eine Übertragung der Rüttelbewegung auf die Trommel auch durch die Abdichtung nicht verhindern, so dass der Mischbehälter und seine Lagerung, wie auch die der Mischerwelle, einem erhöhten Verschleiss ausgesetzt sind. Der Antrieb von mehreren, im Ausführungsbeispiel vier Rüttlern, erfordert auch einen relativ hohen zusätzlichen Energieaufwand.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, einen Mischer der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, dessen Vibrator bei einfachem Aufbau und wirtschaftlichem Energieeinsatz eine erwünschte Mischwirkung liefert.

[0005] Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass als Antrieb für den Vibrator das Anmachwasser dient, das entweder mittels einer stossweise arbeitenden Pumpe zum Pulsieren gebracht wird, oder selbst einen Pulsator, oder eine mit einer rotierenden Unwucht zusammenwirkende Turbine antreibt.

[0006] Das für die Mischung benötigte Wasser wird dem Trommelinneren auf jeden Fall zugeführt. Die dafür erforderlichen Leitungen, Dichtungen und Anschlüsse stellen also keinen zusätzlichen Bauaufwand dar. Es hat sich überraschend gezeigt, dass die für das Einbringen des Anmachwassers notwendige Zeit auch als Vibrationszeit ausreicht, um das gewünschte Mischergebnis zu erzielen.

[0007] Es ist zwar bereits aus der DE-A-2 005 547 bekannt, einen Körper mittels einer durch eine Rohrleitung strömenden Flüssigkeit zum Schwingen anzuregen. Diese Veröffentlichung hat einen Vibrator zum Gegenstand, der u.a. auch in Baumaschinen wie Verdichtern, Förderern und Mischern eingesetzt werden soll. Der Vibrator ist dabei als im wesentlichen geschlossener Raum ausgebildet. Er ist mit einem flüssigen Medium gefüllt und enthält in diesem eine Druckmittelleitung in Schleifenform, in welcher durch plötzliche Verengung im Wege der Flüssigkeit Kavitationserscheinungen und damit Schwingungen erzeugt werden. Die Querschnittsverringerung erfolgt in einem elastischen Leitungsbereich und ist in ihrer Grösse einstellbar. Die durch ein Druckmittel in dieser Leitung erzielte Schwingung wird auf das umgebende flüssige Medium und damit auf die Wand des Vibrators übertragen. Dabei wird grosser Wert darauf gelegt, dass die den Vibratorantrieb bildende Druckflüssigkeit in der Leitungsschleife sich nach Möglichkeit in ihrer Dichte wesentlich von der Füllflüssigkeit unterscheidet, um eine leistungsfähige Schwinganordnung zu erzielen. Die Druckflüssigkeit ist ausschliesslich als Antrieb für den Vibrator, für keine weitere Verwendung gedacht. Es ist zwar bei einer Weiterentwicklung des bekannten Vibrators vorgesehen, die Füllflüssigkeit durch die Wand des Vibrators durchsetzende, gelochte Rohre zu- und abzuführen. Dabei ist z. B. an die Zufuhr von Heisswasser zur Erwärmung des Vibratorkörpers und damit des zu rüttelnden Gutes gedacht. Daraus und dem erwähnten Dichteunterschied geht hervor, dass bei der Druckflüssigkeit im wesentlichen nicht an Wasser gedacht ist. Auch der Gedanke, die Füllflüssigkeit als Bestandteil der durch den Vibrator zu beeinflussen- . den Mischung zu benutzen, hat nichts damit zu tun, Anmachwasser für die Mischung als Antrieb für den Vibrator zu verwenden.

[0008] Das Einleiten der notwendigen Vibrationsenergie durch Wasser kann nach der Erfindung auf verschiedene Weise erfolgen. Das Anmachwasser kann bereits ausserhalb der Trommel, aber auch in derselben zum Pulsieren angeregt werden.

[0009] Das Merkmal des Anspruches 2 betrifft eine baulich besonders einfache Form des Vibrators. Es ist jedoch auch denkbar, dass aus der Wasserzuführungseinrichtung austretende, zum Pulsieren gebrachte Anmachwasser einen anderen, der Wasserzuführungseinrichtung nicht zugehörigen Körper in Schwingungen versetzen, beispielsweise durch Aufprall.

[0010] Anspruch 3 betrifft eine Ausführungsform, die eine besonders einfache Möglichkeit der Energiezufuhr zum Vibrator aufweist. Das Merkmal des Anspruches 4 verhindert, dass sich die Vibrationsbewegung des Rohrabschnittes, der als Vibrator dient, zu einer unerwünschten Höhe aufschaukeln kann.

[0011] Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 5 und 6.

[0012] Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen von Ausführungsbeispielen noch weiter erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemässen Betonmischer in schematisierter Darstellung, und

Fig. 2 bis Fig. 12 jeweils eine ander Ausführungsform eines erfindungsgemässen Mischers in schematisierter Darstellung.

[0013] Der in Fig. 1 dargestellte Betonmischer weist eine Trommel 1 auf, die in einem Lagerbock 2 mittels einer Welle 3 drehbar gelagert ist. Die Trommel 1 und der Lagerbock 2 sind auf einem als Ganzes mit 4 bezeichneten Rahmen abgestützt. Der Rahmen 4 kann ortsfest angeordnet oder Teil eines fahrbaren Transportbetonmischers sein. Im Bereich des Lagerbockes 2 ist auch noch ein Wassertank 5 gehaltert.

[0014] Die schematisch offen dargestellte Trommel 1 weist in ihrem Inneren Mischelemente 6 auf in Form von sich an der Innenwand spiralförmig über die gesamte Trommellänge erstreckenden Schaufelblechen. An der Trommelmündung ist ein Einfüllstutzen 7 angeordnet. Ferner tritt im Bereich der Trommelmündung eine als Ganzes mit 8 bezeichnete Wasserzufuhrleitung in die Trommel 1 ein. Deren ausserhalb der Trommel 1 befindlicher Wasserleitungsteil 8a enthält eine Pumpe 9 für die Wasserzufuhr. Die Verbindung zwischen der Pumpe 9 und dem Wassertank 5 ist der Übersichtlichkeit halber nicht gezeichnet. Im Bereich der Trommelmündung ist der ausserhalb der Trommel 1 befindliche Wasserleitungsteil 8a mit dem in der Trommel befindlichen Wasserleitungsteil 8b über eine Drehkupplung 10 verbunden. Der in der Trommel 1 befindliche Wasserleitungsteil 8b erstreckt sich bis zum Bereich des Trommelbodens 1 a, und ist dort wieder zum Trommelinneren hin umgebogen. Der letzte Abschnitt des Wasserleitungsteils 8b bildet einen Rohrabschnitt 11, der sich etwa parallel zu der Trommellängsachse A erstreckt. An seinem freien Ende steht im Winkel eine Austrittsdüse 12 für das Wasser ab. Zwischen der Austrittsdüse 12 und dem Rohrabschnitt 11 ist ein Pulsator 13 angeordnet, der einen stossweisen Wasseraustritt bewirkt. Der über den abgewinkelten Teil des Wasserleitungsteils 8b elastisch gelagerte Rohrabschnitt 11 wird dadurch zu Schwingungen angeregt. Gedämpft werden diese Schwingungen durch eine federnde Abstützung 14, die am Trommelboden 1a abgestützt ist und am Rohrabschnitt 11 anliegt.

[0015] Der geschilderte Betonmischer arbeitet wie folgt:

[0016] Über den Einfüllstutzen 7 werden die trockenen Betonkomponenten in die sich drehende Trommel eingegeben und von den Mischelementen 6 durcheinandergemischt. Gleichzeitig wird über die Wasserzufuhrleitung 8 das zur Betonherstellung notwendige Anmachwasser zugeführt. Es strömt stossweise aus der Austrittsdüse 12 in das Komponentengemisch und erzeugt in diesem schon dadurch Schwingungen. Ferner wird durch den stossweisen Wasseraustritt der Rohrabschnitt 11 zum Vibrieren gebracht. Die Vibration überträgt sich auf den den Rohrabschnitt 11 umgebenden Behälterinhalt. Die innere Reibung des Mischgutes wird dadurch soweit vermindert, dass die Mischwirkung der Trommel 1 und der Mischelemente 6 erhöht und die Mischzeit entsprechend verringert wird.

[0017] Fig. zeigt eine Ausführungsform eines Mischers, der in seiner Ausgestaltung dem nach Fig. 1 weitgehend gleicht. Die Bauteile sind daher auch mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Hier, und bei den weiteren Ausführungsformen, wird daher nur auf die jeweiligen Unterschiede eingegangen. Der Betonmischer nach Fig. 2 weist ausser der Pumpe 9 für die Wasserbeförderung eine Druckerhöhungsanlage 15 für ein pulsierendes Medium auf. Es kann sich dabei z.B. um eine Kolbenpumpe, eine Membranpumpe oder eine Schneckenpumpe handeln. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist diese Druckerhöhungsanlage mit der Pumpe 9 zu einer Baueinheit vereinigt. Im Bereich der Austrittsdüse 12 ist somit kein Pulsator 13 mehr vorgesehen.

[0018] Der in Fig. 3 gezeigte Betonmischer unterscheidet sich von dem in Fig. 2 gezeigten dadurch, dass die Druckerhöhungsanlage 15 nicht ausserhalb der Trommel 1 im Bereich der Pumpe 9, sondern innerhalb der Trommel 1 in dem Bereich des Trommelbodens 1a in den Wasserleitungsteil 8b eingebaut ist. Die notwendige Energiezufuhr erfolgt in nicht gezeichneter Weise im Bereich des Lagers für die Welle 3.

[0019] Der Betonmischer nach Fig. 4 weist im Bereich des Trommelbodens 1a eine Druckerhöhungsanlage 15' auf, die jedoch nur den Wasserdruck erhöht, während im Bereich der Austrittsdüse 12 ein Pulsator 13 zusätzlich angeordnet ist.

[0020] Fig. 5 weist ebenfalls eine Druckerhöhungsanlage 15' im Bodenbereich der Trommel 1 auf, und einen im Wasserstrom danach angeordneten eigenen Pulsator 13. Bei dieser Ausführungsform des Mischers ist jedoch der Rohrabschnitt 11 mit Armen 16 versehen, die ihrerseits Austrittsdüsen 12 tragen. Da durch den Pulsator 13 aus den Austrittsdüsen 12 jeweils stossweiser Wasseraustritt erfolgt, bildet jeder der Arme 16 einen Vibrator für sich.

[0021] Die Figuren 6 bis 8 zeigen Trommeln 1 ohne Abstützung und mit im wesentlichen in den vorhergehenden Ausführungsformen schon gezeigten Vibrator-Ausbildungen. Es werden daher weiterhin für die gleichen oder nahezu die gleichen Elemente auch die gleichen Bezugszeichen verwendet. Der wesentliche Unterschied dieser Ausführungsformen gegenüber den bereits geschilderten besteht darin, dass die Wasserzufuhrleitung 8 durch den Trommelboden 1a direkt in den Rohrabschnitt 11 mündet. Die Wasserzufuhrleitung 8 durchsetzt dabei den Trommelantrieb 17 und die hier hohle Welle 3', Vor dem Trommelantrieb ist in die Wasserzufuhrleitung 8 eine Drehkupplung 10 eingeschaltet. In Fig. 6 ist der Rohrabschnitt 11 in Fig. 1 mit einem Pulsator 13 unmittelbar vor der Austrittsdüse 12 ausgestattet. Zwischen dem Trommelboden 1a und dem Rohrabschnitt 11 erstreckt sich eine federnde Abstützung 14. Das Wasser wird mittels einer normalen Pumpe 9 zugeführt.

[0022] Bei der Ausführungsform nach Fig. bilden Arme 16, die vom Rohrabschnitt 11 ausgehen, die Vibratoren. Die Pumpe 9' liefert das zuzuführende Wasser bereits pulsierend.

[0023] In Fig. 8 handelt es sich bei der Trommel 1' um eine Ausbildung für einen Freifallmischer. Ein weiterer Unterschied zu der Ausführungsform nach Fig. besteht darin, dass keine federnde Abstützung 14 vorhanden ist.

[0024] Die Figuren 9 und 10 zeigen in Draufsicht jeweils einen Teller 18 eines Tellermischers. Als Vibratoren dienen Rohrabschnitte 11 mit abgewinkelt angeordneten Austrittsdüsen 12 wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen. Sie werden auf nicht gezeigte Weise mit pulsierend zugeführtem Anmachwasser versorgt und durch den Wasseraustritt zum Schwingen angeregt. Im Gegensatz zu den anderen Ausführungsformen sind die Rohrabschnitte 11 an einem zentralen zum Mischen antreibbaren Drehkörper 19 angebracht. In der Ausführungsform nach Fig. 9 sind mit den Rohrabschnitten 11 zusätzlich Mischwerkzeuge 20 verbunden. Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 sind nur die Rohrabschnitte 11 am Drehkörper 19 gelagert.

[0025] In den Figuren 11 und 12 sind den früheren Ausführungsformen weitgehend gleiche Trommeln 1 dargestellt.

[0026] Alle gleichen oder gleichartigen Bauteile sind dementsprechend mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Ein wesentlicher Unterschied besteht in der Art der Vibratoren und deren Antrieb: Einem am Trommelboden 1a elastisch gelagerten Rohrabschnitt 11' wird über die Wasserzufuhrleitung 8 in bereits geschilderter Weise mittels einer Pumpe 9 das Anmachwasser zugeführt. Der Rohrabschnitt 11' trägt an seinem dem Trommelboden fernen Ende ein Turbinengehäuse 21 mit einem Turbinenrad 22. Das Turbinenrad 22 ist mit einer Unwucht 23 verbunden. Das Anmachwasser treibt das Turbinenrad 22 zum Drehen an, wodurch die Unwucht 23 das Turbinengehäuse und damit den Rohrabschnitt 11 in Vibrationen versetzt. Das Anmachwasser verlässt das Turbinengehäuse 21 durch eine an diesem seitlich angeordnete Austrittsdüse 12.

Ansprüche

1. Betonmischer mit einer Trommel (1), in welcher Mischgut aus Betonkomponenten und über eine Wasserzuführungsleitung (8) einführbares Anmachwasser mittels Mischelementen (6) durchmischbar ist, und wenigstens einem zum Einbringen von Vibrationsenergie in das Mischgut erregbaren Vibrator (8; 11; 11'; 16), dadurch gekennzeichnet, dass als Antrieb für den Vibrator (11,11', 16) das Anmachwasser dient, das entweder mittels einer stossweise arbeitenden Pumpe (9') zum Pulsieren gebracht wird, oder selbst einen Pulsator (13), oder eine mit einer rotierenden Unwucht (23) zusammenwirkende Turbine (21, 22) antreibt.

2. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserzuführungseinrichtung für das Anmachwasser einen ganz oder teilweise als Vibrator dienenden Rohrabschnitt (8, 11, 11' und 16) aufweist.

3. Mischer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Rohrabschnitt (8, 11) der Wasserzuführungseinrichtung eine den Wasserdruck erhöhende Pumpe (9, 9', 15) angeordnet ist.

4. Mischer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrabschnitt (8, 11, 11') der Wasserzuführungseinrichtung über eine schwingungsdämpfende, federnde Abstützung (14) mit dem Mischtrommelboden (1a) verbindbar ist.

5. Mischer nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Rohrabschnitt (11) der Wasserzuführungseinrichtung in mehrere Arme (16) aufspaltet.

6. Mischer nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Rohrabschnitt (11) und/oder den Armen (16) Mischwerkzeuge (20) befestigt sind.

Claims

1. Concrete mixer with a drum (1), in which mixing material comprising concrete components and mixing water, which can be introduced via a water supply line (8), can be mixed thoroughly by means of mixer elements (6), and with at least one vibrator (8; 11; 11'; 16) which can be driven in order to impart vibration energy to the mixing material, characterized in that the mixing water serves as a drive for the vibrator (11, 11', 16) and either is made to pulsate by means of a pump (9') operating in pulses or itself drives a pulsator (13) or a turbine (21, 22) interacting with a rotating unbalanced mass (23).

2. Mixer according to Claim 1, characterized in that the water supply means for the mixing water has a pipe section (8, 11, 11' and 16) serving completely or partially as a vibrator.

3. Mixer according to Claim 2, characterized in that a pump (9, 9', 15) increasing the water pressure is arranged in the pipe section (8, 11) of the water supply means.

4. Mixer according to Claims 2 or 3, characterized in that the pipe section (8, 11, 11') of the water supply means can be connected to the mixing-drum bottom (1a) via a resilient oscillation- damping support (14).

5. Mixer according to at least one of Claims 2 to 4, characterized in that the pipe section (11) of the water supply means is divided into several arms (16).

6. Mixer according to at least one of Claims 2 to 5, characterized in that mixer tools (20) are fastened to the pipe section (11) and/or to the arms (16).

Revendications

1. Bétonnière comportant un tambour (1) dans lequel un produit à mélanger formé de composants de béton et de l'eau de gâchage pouvant être introduite par l'intermédiaire d'une conduite d'amenée d'eau (8) peuvent être malaxés au moyen d'organes de mélange (6), et au moins un vibrateur (8; 11; 11'; 16) pouvant être excité pour appliquer une énergie de vibration dans le produit à mélanger, caractérisé en ce que l'eau de gâchage sert d'entraînement pour le vibrateur (11, 11', 16), soit que cette eau entre en pulsation grâce à une pompe (9') travaillant par saccades, soit qu'elle entraîne elle-même un pulsateur (13), ou une turbine (21, 22) coopérant avec un balourd tournant (23).

2. Bétonnière selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif d'amenée d'eau pour l'eau de gâchage présente une section tubulaire (8, 11, 11' et 16) servant en totalité ou en partie de vibrateur.

3. Bétonnière selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'une pompe (9, 9', 15) élevant la pression d'eau est disposée dans la section tubulaire (8, 11) du dispositif d'amenée d'eau.

4. Bétonnière selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que la section tubulaire (8, 11, 11') du dispositif d'amenée d'eau peut être reliée au fond (1a) du tambour de mélange par l'intermédiaire d'un support élastique amortissant les oscillations (14).

5. Bétonnière selon l'une au moins des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que la section tubulaire (11) du dispositif d'amenée d'eau se subdivise en plusieurs bras (16).

6. Bétonnière selon l'une au moins des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que les outils de mélange (20) sont fixés à la section tubulaire (11) et/ou aux bras (16).

Zeichnung