[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur kontinuierlichen
Bereitstellung von hydraulisch abbindender Masse, insbesondere Naßmörtel oder Trokkenmörtel
vorzugsweise mit einem Anteil Fasern. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist die Herstellung
von Faserbeton, insbesondere Glasfaserbeton, aber auch Stahlfasern, Kunststoffasern
usw. enthaltendem Beton.
[0002] Eine kontinuierliche Herstellung von Faserbeton erfolgt nach dem Stand der TEchnik
allein in einem Spritzverfahren. Damit gehen aber erhebliche Materialverluste einher,
insbesondere an den materialaufwendigen und entsprechend kostenintensiven Fasern.
Bekannte Mischverfahren zur Herstellung von Faserbeton laufen dagegen diskontinuierlich
ab. Die hydraulisch abbindende Matrix wird zunächst vorbereitet, wobei sie unter
Einsatz von Zusatzmitteln auf eine extrem weiche Konsistenz eingestellt werden muß.
Sowohl die Vorbereitung der Matrix, als auch der Einbau der Fasern erfordert den Einsatz
von geschultem Fachpersonal. Auch ist es kaum möglich, in aufeinanderfolgenden Chargen
eine gleichbleibende Konsistenz des Faserbetons und einen gleichen Faseranteil zu
erzielen.
[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, eine konstruktiv unaufwendige, kompakte und bedienungsfreundliche
Vorrichtung sowie ein Verfahren anzugeben, mit denen sich eine hydraulisch abbindende
Masse, insbesondere Naßmörtel oder Trockenmörtel, in einer zum Einbau von Fasern
hervorragend geeigneten Konsistenz kontinuierlich bereitstellen läßt, und die insbesondere
eine kontinuierliche Herstellung von Faserbeton mit guter Materialausnutzung und immer
wieder reproduzierbar vorgebbarer gleichbleibender Zusammensetzung und Konsistenz
erlauben.
[0004] Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren
nach Anspruch 19.
[0005] Die Erfindung ermöglicht die Herstellung von Faserbeton in einem kontinuierlichen
Mischverfahren. Damit wird in einem stetigen Materialfluß Faserbeton von gleichbleibender,
aber in weiten Grenzen variabler Zusammensetzung bereitgestellt, ohne daß die mit
einem Spritzverfahren verbundenen Materialverluste eintreten. Faserart, Faserlänge
und -menge lassen sich in weiten Grenzen variieren. Die Fasern werden durch das Mischverfahren
schonend in den Mörtel eingebaut, und aufgrund der Bereitstellung in einem stetigen,
vorzugsweise allein die erfindungsgemäße Vorrichtung durchsetzenden Materialstrom
besteht nicht die Gefahr, die Fasern durch zu langes Mischen zu schädigen oder zu
zerstören.
[0006] Die Vorrichtung hat ein Gehäuse, das eine Beschickungsstelle und eine Ausgabeöffnung
aufweist. In dem Gehäuse ist eine angetrieben rotierende Welle aufgenommen, die einen
Förderstrom durch das Gehäuse hindurch bewirkt. Die Welle ist mit in Förderrichtung
hintereinander ange ordneten Werkzeugen zum Dosieren, Mischen, Feinzerkleinern und
gegebenenfalls zum Einbau von Fasern bestückt.
[0007] Der Aufbau der Vorrichtung ist einfach und kompakt, und die vorzunehmenden Einstellungen
sind einfach, so daß sie auch von ungelerntem Personal vorgenommen werden können.
Beispielsweise läßt sich Ausstoß der Vorrichtung durch Drehzahländerung der Welle
regeln. Selbstverständlich kann die Vorrichtung aber auch bei konstanter Drehzahl
betrieben werden. Eine Änderung des Ausstoßes läßt sich dann gegebenenfalls durch
Austausch der Dosierwelle herherbeiführen.
[0008] In einer bevorzugten Bauform ist das Gehäuse im wesentlichen zylinderrohrförmit
und gegebenenfalls streckenweise konisch, und die Welle ist mittig und axial in dem
Gehäuse aufgenommen und vorzugsweise doppelt gelagert. Man erhält so einen besonders
robusten, kompakten Aufbau. Das Gehäuse kann in Abschnitte geteilt sein, die sich
vorzugsweise mit einem Schnellverschluß verbinden lassen. Die Vorrichtung läßt sich
so in handliche und bequem zu transportierende Segmente zerlegen und schnell montieren
und demontieren, wodurch insbesondere ihre Reinigung erleichtert wird.
[0009] An der Beschickungsstelle der Vorrichtung kann ein Vorratsbehälter vorgesehen sein,
beispielsweise in Form eines Aufsatzkastens oder Siloanschlusses. Damit kann sowohl
eine Sackbeschickung, als auch eine Silobeschickung der Vorrichtung erfolgen, und
zwar mit minimalem Umbauaufwand. Zum Materialaustrag aus dem Vorratsbehälter dient
vorzugsweise eine Dosierschnecke, die an einem Abschnitt der Welle im Innern des Vorratsbehälters
sitzt. Man erhält so in konstruktiv unaufwendiger Weise eine präzise vorgebbare Trockenstoffdosierung.
[0010] Das Gehäuse kann im Austrittsbereich des Vorratsbehälters eine vorzugsweise mittige
Querschnittsverengung aufweisen, durch die die Welle mit der Dosierschnecke ragt.
Durch diese Querschnittsverengung erhält man austrittsseitig an dem Vorratsbehälter
einen Materialstau, der ein Konstanthalten der Dosierrate erleichtert. Weiter trennt
die Querschnittsverengung einwandfrei eine Trockenzone der Vorrichtung, zu der der
Vorratsbehälter gehört, von einer sich stromab gegebenenfalls anschließenden Naßzone.
Bei einem Abschalten der Vorrichtung und einer damit einhergehenden Unterbrechung
des Förderstroms dringt so kein Wasser in den Vorratsbehälter ein. Das ist höchst
wichtig, da sich in der Praxis immer wieder die Notwendigkeit ergibt, die Herstellung
des Faserbetons kurzfristig zu unterbrechen. Abschaltungen von bestimmter Dauer,
z. B. 10 bis 15 Minuten, sind mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne besondere
Maßnahmen möglich; sie läuft anschließend prompt und problemlos wieder an.
[0011] An die Dosierzone der erfindungsgemäßen Vorrichtung schließt sich stromab eine Mischzone
an, in der die Welle im wesentlichen radial davon abstehende Mischflügel trägt, von
denen wenigstens ein Teil in einem Winkel zur Förderrichtung angestellt sein kann.
Diese Mischflügel bewirken zugleich mit dem Mischen einen Vorwärtstransport der Masse.
Sie können mit sich an die Rohrinnenwand und/oder die Stirnfläche der Querschnittsverengung
anlegenden Abstreifern bestückt sein, die sich in einer bevorzugten Ausführungsform
in Axialrichtung erstrecken und an den Spitzen je eines Paares von Mischflügeln angebracht
sind. Diese Abstreifer bewirken eine Intensivierung des Mischens, und sie sorgen dafür,
daß sich die Mischzone bis unmittelbar an die Rohrinnenwand erstreckt. Letztere wird
ständig freigekratzt, womit zugleich eine Lagerung der Welle einhergeht. Das Arbeiten
von Abstreifern an der Quer schnittsverengung des Gehäuses hält diesen Bereich von
nasser Masse frei, so daß der Zeitabschnitt verlängert wird, über den die Vorrichtung
problemlos abgeschaltet gelassen werden kann.
[0012] Das Gehäuse kann im Bereich der Mischzone einen peripheren Wasseranschluß mit vorzugsweise
wenigstens geringfügig stromabweisender Sprührichtung haben. Bei Zugabe von Wasser
kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung Mörtel angemacht werden, wie dies für die
Herstellung von Faserbeton erforderlich ist. Durch das Einspeisen von Wasser mit
Sprührichtung stromab wird das Wasser von Dosierzone und Vorratsbehälter ferngehalten,
so daß wiederum die mögliche Abschaltzeit der Vorrichtung verlängert wird. Es sei
aber betont, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht unbedingt unter Zugabe von
Wasser arbeiten muß; sie kann auch zur Aufbereitung einer hydraulisch abbindenden
Trockenmasse vorzugsweise mit einem Faseranteil dienen.
[0013] Stromab von der Mischzone schließt sich eine Feinzerkleinerungszone an, die gegebenenfalls
aber auch entfallen kann. Als Feinzerkleinerungswerkzeug trägt die Welle wenigstens
einen Kamm, der mit wenigstens einem gehäusefest angeordneten weiteren Kamm nach dem
Schlüssel-Schloß-Prinzip in Eingriff steht. Die Kämme können sich in Axialrichtung
erstrecken und im wesentlichen radial gerichtete Stifte aufweisen. Es empfiehlt sich
die Verwendung einer Mehrzahl von vorzugsweise unter gleichem Winkelabstand in Umfangsrichtung
versetzt angeordneten Kämmen. Mit letzteren erreicht man eine Homogenisierung und
pastöse Einstellung der Masse, die im Ergebnis sehr fließfähig und praktisch frei
von Klumpen ist und sich für den Einbau von Fasern hervorragend eignet. Dabei ist
eine Zugabe von relativ aufwendigen Zusatzmitteln nicht unbedingt erforderlich, doch
kann sie bei Bedarf natürlich erfolgen, beispielsweise durch Einspeisung zusammen
mit dem Anmachwasser.
[0014] Stromab von der Feinzerkleinerungszone kann sich eine Fasereingabestelle mit einem
in das Gehäuse mündenden Fallschacht befinden. Die Welle trägt im Bereich des Fallschachts
eine Spiral-Axial-Schnecke und gegebenenfalls weitere Fasereinbauwerkzeuge, beispielsweise
in Form radial von der Welle abstehender, vorzugsweise in Umfangsrichtung entgegen
der Drehrichtung der Welle gekrümmter Stifte. Letztere bewirken einen gleichmäßigen,
schonenden Einbau der Fasern. Es können so auch empfindliche Fasern zum Einsatz kommen,
die durch die vorangehende intensive Aufarbeitung der hydraulisch abbindenden Masse
zerstört würden. Durch das Arbeiten in einem kontinuierlichen Materialstrom ist die
Verweilzeit der Fasern im Bereich der Förderstrecke und Fasereinbaustifte in wohldefinierter
Weise begrenzt, so daß einer Schädigung oder Zerstörung von Fasern durch das Einmischen
wirksam vorgebeugt wird.
[0015] Die Fasern können aus einem Schneidwerk kommen, das dem Fallschacht vorgeordnet ist
und hinsichtlich der zugeführten Fasermenge und Faserlänge einstellbar sein sollte.
Anhand der Betriebsgrößen eines solchen Schneidwerks läßt sich die Zusammensetzung
der erhaltenen Masse leicht regeln.
[0016] 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 Förderschneckenabschnitt enthalten. In diesem konischen Endteil des Gehäuses
erfolgt ein intensives schonendes Nachmischen des Faserbetons.
[0017] Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat eine Steuereinheit, die bei Inbetriebnahme die
Welle mit einem Vorlauf bezüglich der Faserzugabe startet und beim Abschalten mit
einem Nachlauf bezüglich der Faserzugabe stoppt. Man kann zwei wählbare Voralufperioden
der Welle vorsehen, von denen eine längere für die Inbetriebnahme nach eventueller
Demontage der Vorrichtung, und die kürzere zum Anfahren nach kurzfristiger Arbeitsunterbrechung
gedacht ist. Im letzteren Fall befindet sich noch Masse im Gehäuse, und es muß nur
kurzfristig beim Anfahren ein Faserüberschuß in der Mischung verhindert wrden. Nach
längerer Unterbrechung, Demontage und Reinigung der Vorrichtung ist dagegen das Gehäuse
beim Starten leer, und man trägt der Laufzeit der Masse vom Vorratsbehälter bis zur
Faserzugabestelle Rechnung.
[0018] Die Zusammensetzung der Masse bleibt auch nach Abschaltung dieselbe, und es wird
Fasermaterial gespart, das normalerweise der kostenintensivste Bestandteil ist.
[0019] Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann mit einer Sicherheitsschaltung versehen sein,
die den Wasserdruck und/oder geeignete Betriebskenngrößen eines Faserschneidwerks
überwacht und im Störfall eine Abschaltung vornimmt.
[0020] Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Schematisch zeigen:
Figur 1 einen Längsschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Figur 2 den Austrittsbereich eines Vorratsbehälters der Vorrichtung, ebenfalls im
Längsschnitt;
Figur 3 einen schematischen Querschnitt nach III-III von Figur 2;
Figur 4 ein Mischwerkzeug der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Seitenansicht;
Figur 5 einen Schnitt nach V-V von Figur 4;
Figur 6 eine Einzelheit eines Feinzerkleinerungsbereichs der Vorrichtung im Längsschnitt;
Figur 7 zu der Vorrichtung gehörige Fasereinbauwerkzeuge in einer schematischen axialen
Draufsicht auf einen Wellenabschnitt der Vorrichtung.
[0021] Die in Figur 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.
[0022] 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.
[0023] 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.
[0024] An den Vorratsbehälter 12 ist in axialer Verlängerung des Rohrs 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 Fasereinbau und nicht zuletzt zum Transport der
Masse durch das Rohr 10 dienen.
[0025] Figur 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 einige Länge hat. Die Dosierschnekke 34 ragt in die Zylinderbuchse
38 hinein, in der sie endet.
[0026] Bei rotierender Welle 32 transportiert die Dosierschnecke 34 mit einer wohldefinierten
Rate Trockengut aus dem vorratsbehälter 12 in das Rohr 10. Die Dosierrate 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.
[0027] Bezugnehmend auf Figur 1 bis 5, schließt sich stromab von der Dosierzone in dem Rohr
10 eine Mischzone an. Die Welle 22 trägt hier radial davon abstehende Mischflügel
40, die in dem Rohr 10 befindliches Gut mischen und durch ihre Formgebung, 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 Figur 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 Abstreifern 4 vorgesehen, die in Axialrichtung
der Welle 32 mit Abstand aufeinder folgen (Figur 1). Die Mischflügel 40 der einzelnen
Gruppen sind in Umfangsrichtung um 120° 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 Figur
3 gezeigt.
[0028] Wie Figur 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 wohldefinierte Trennung
von Naßzone und Trockenzone der erfindungsgemäßen Vorrichtung gefördert wird.
[0029] Bezugnehmend auf Figur 1 und 2, befindet sich der Wasser anschluß 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.
[0030] 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 Figur 1 zeigt, ist die Welle
32 so doppelt gelagert; als zweites Lager ist ein Wälzlager 50 an der Stirnseite des
konischen Rohrendteils 18 vorgesehen.
[0031] 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 wesentlcihen in axialer Richtung, und haben radial nach
innen gerichtete Zinken. Der nach dem Schlüssel-Schloß-Prinzip erfolgende Eingriff
der Kämme 52, 54 ist in Figur 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 insbesondere für den
Einbau von Fasern optimal vorbereitet. Die Kämme 52, 54 bestehen vorzugsweise aus
Stahldraht. Es ist aber auch ein Einsatz anderer Materialien, insbesondere Kunststoff
und Hartgummi, möglich.
[0032] 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.
[0033] 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.
[0034] 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 Fasereinbauwerkzeugen
62 bestückt. Wie Figur 1 zu entnehmen, folgen diese Stifte 62 axial mit Abstand aufeinander.
Sie sind weiter über den Umfang der Welle 32 verteilt, wobei auf gleicher axialer
Höhe beispielsweise drei winkelversetzte Stifte 62 angeordnet sein können. Dies
ist in Figur 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 schonender, gleichmäßiger Einbau der Fasern
in das Gut.
[0035] Stromab von dem Fallschacht 56 schließt sich das konische, zu der Ausgabeöffnung
20 hin sich verjüngende Rohrendteil 18 an. Der in diesem Endteil 18 enthaltene Abschnitt
der Schnecke 60 verjüngt sich entsprechend. Durch diese Formgebung erreicht man einen
schonenden, besonders intensiven Einbau der Fasern.
[0036] Die erfindungsgemäße 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
Reinigungszwecken 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.
[0037] Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann mit oder ohne Zugabe von Anmachwasser sowohl
zur Herstellung von faserbewehrten hydraulisch abbindenden Massen, als auch für andere
Zwecke Verwendung finden. Zu einer ersten Bauvariante der Vorrichtung gehört der
vom Vorratsbehälter 12 bis kurz hinter die Feinzerkleinerungswerkzeuge 52, 54 reichende
Teil. Mit diesem Aggregat erfolgt allein eine kontinuierliche Dosierung, Mischung
und Feinzerkleinerung alternativ für Trockenstoff oder eine mit Wasser angemachte
Matrix. In einer zweiten Bauvariante schließt sich zusätzlich der Fasereinbauteil
an. Auch das kombinierte Aggregat 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.
[0038] Die Zugabe von Wasser erfolgt vorzugsweise 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.
[0039] Die erfindungsgemäße 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 Knopfdruck
gewält 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.
[0040] 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 pneumatischem
Arbeitsdruck erfolgt eine Abschaltung.
[0041] Ein Kerngedanke der Erfindung ist, 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 bzw. Einbauen von Faserschnitzel, die in der
Fasereinbauzone von einem Schneidwerk dosiert zugegeben werden.
[0042] Die erfindungsgemäße 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.
Liste der Bezugszeichen
[0043]
10 Rohr
12 Vorratsbehälter
14 Wasseranschluß
16 Faserschneidwerk
18 Rohrendteil
20 Ausgabeöffnung
22 Rolle
24 Fuß
26 Rolle
28 Gestell
30 Motor
32 Welle
34 Dosierschnecke
35 Auflockerungsflügel
36 Austrittsöffnung
38 Zylinderbuchse
40 Mischflügel
41 Flachteil, Halter
42 Abstreifer
43 Schraube, Niet
44 Abstreifer
46 Mischflügel
48 Stirnfläche
50 Wälzlager
52 Kamm
54 Kamm
56 Fallschacht
58 Faserstrang
60 Schnecke
62 Stift
64 Schnellverschluß
66 Wasserpumpe
68 Dosiereinheit
70 Leitung
72 Hahn
74 Druckmeßuhr
76 Steuereinheit
1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Bereitstellung von hydraulisch abbindender Masse,
insbesondere Naßmörtel oder Trockenmörtel vorzugsweise mit einem Anteil Fasern, mit
einem Gehäuse, das eine Beschickungsstelle und eine Ausgabeöffnung (20) aufweist,
und mit einer darin angetrieben rotierenden, einen Förderstrom durch das Gehäuse bewirkenden
Welle (32), die mit in Förderrichtung hintereinander angeordneten Werkzeugen zum
Dosieren (34) Mischen (40, 46, 60), Feinzerkleinern (52, 54) und gegebenenfalls zum
Einbau von Fasern (60, 62) bestückt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse im wesentlichen
zylinderrohrförmig (10) und gegebenenfalls streckenweise konisch (18) ist, und daß
die Welle (32) mittig und axial in dem Gehäuse (10) aufgenommen und vorzugsweise doppelt
gelagert ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse in
Abschnitte geteilt ist, die vorzugsweise mit einem Schnellverschluß (64) verbindbar
sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der
Beschickungsstelle ein Vorratsbehälter (12) vorgesehen ist, beispielsweise in Form
eines Aufsatzkastens oder Siloanschlusses, und daß ein in den Vorratsbehälter (12)
ragender Wellenabschnitt eine Dosierschnecke (34) trägt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse im Austrittsbereich
(20) des Vorratsbehälters (12) eine vorzugsweise mittige Querschnittsverengung aufweist,
durch die die Welle (32) mit der Dosierschnecke (34) ragt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle
(32) stromab von der Dosierschnecke (34) im wesentlichen radial abstehende Mischflügel
(40, 46) trägt, von denen wenigstens ein Teil in einem Winkel zur Förderrichtung angestellt
sein kann.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischflügel (40) mit
sich an die Rohrinnenwand und/oder die Stirnfläche (48) der Querschnittsverengung
anlegenden Abstreifern (42, 44) bestückt sind, die sich insbesondere in Axialrichtung
erstrekken und an den Spitzen je eines Paares von Mischflügeln (40) angebracht sein
können.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse
im Bereich der motorseitigen Mischzone einen peripheren Wasseranschluß (14) mit vorzugsweise
wenigstens geringfügig stromab weisender Sprührichtung hat.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle
(32) stromab von den Mischflügeln (40, 46) wenigstens einen Kamm (52) trägt, der mit
wenigstens einem gehäusefest angeordneten weiteren Kamm (54) zur Feinzerkleinerung
des Mischguts in Eingriff steht.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kämme (52, 54)
in Axialrichtung erstrekken und im wesentlichen radial gerichtete Stifte haben.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von vorzugsweise
unter gleichem Winkelabstand in Umfangsrichtung versetzt angeordneten Kämmen (52,
54).
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich
stromab von der Feinzerkleinerungszone eine Fasereingabestelle mit einem in das Gehäuse
mündenden Fallschacht (56) befindet, und daß die Welle (32) im Bereich des Fallschachts
(56) eine Spiral-Axial-Schnecke (60) und gegebenenfalls wenigstens ein weiteres Fasereinbauwerkzeug
trägt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Fasereinbauwerkzeug
eine Anzahl von im wesentlichen radial von der Welle (32) abstehender, vor zugsweise
in Umfangsrichtung entgegen der Drehrichtung der Welle (32) gekrümmter Stifte (62)
vorgesehen sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß dem
Fallschacht (56) ein hinsichtlich der zugeführten Fasermenge und/oder Faserschnittlänge
vorzugsweise regelbares Faserschneidwerk (16) vorgeordnet ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich
das Gehäuse stromab von dem Fallschacht (56) zu der Ausgabeöffnung (20) konsich verjüngt
und einen auf der Welle (32) sitzenden, sich entsprechend konisch verjüngenden Förderschneckenabschnitt
(60) enthält.
16. Verfahren zum Betrieb und Steuereinheit der Vorrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (32) mit einem Vorlauf bezüglich
der Faserzugabe gestartet und mit einem Nachlauf bezügl ich der Faserzugabe gestoppt
wird.
17. Verfahren und Steuereinheit nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch zwei wählbare
Vorlaufperioden der Welle (32), von denen eine längere für die Inbetriebnahme, und
die andere kürzere zum Anfahren nach kurzfristiger Unterbrechung Verwendung findet.
18. Steuereinheit nach Anspruch 16 oder 17, gekennzeichnet durch eine Sicherheitseinrichtung,
die den Wasserdruck und/oder geeignete Betriebskenngrößen, bsp. den pneumatischen
Betriebsdruck des Faserschneidwerks (16) überwacht.
19. Herstellung von Faserbeton in einem kontinuierlichen Mischverfahren, insbesondere
mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18.