Betonmischer mit Vibrator

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen Betonmischer mit einer Trommel, die Mischelemente enthält und wenigstens einen Vibrator zum Einführen von Vibrationsenergie in das Mischgut aufweist. Dies soll mit einfachem Bauaufwand und wirtschaftlichem Energieverbrauch geschehen.
Erfindungsgemäß weist der Betonmischer einen mittels des zum Mischen erforderlichen Wassers antreibbaren Vibrator auf. Dabei kann das Wasser pulsierend aus einem dadurch anregbaren Schwingkörper austreten oder einen
Exzenter im Schwingkörper zum Rotieren antreiben. Die Einströmzeit für das Mischwasser reicht als Vibrationszeit für den erwünschten Mischeffekt aus.

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-PS 4 148 588 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-OS 24 25 158 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 denzugehörigen 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 zusätzliehen 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-OS 20 05 547 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 beeinflussenden 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 Schwinungen 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 4 bis 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 andere 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 1a, 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:

über den Einfüllstutzen 7 werden die trockenen Betonkomponenten in die sich drehende Trommel eingegeben und von den Mischelementen 6 durcheinandergemischt. Gleichzeitig wird über die Wasserzufuhrbitung 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.

[0016] Fig. 2 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 handelt. 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.

[0017] 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 Lgers für die Welle 3.

[0018] 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.

[0019] 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.

[0020] 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.

[0021] Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 bilden Arme 16, die vom Rohrabschnitt 11 ausgehen, die Vibratoren. Die Pumpe 9' liefert das zuzuführende Wasser bereits pulsierend.

[0022] In Fig. 8 handelt es sich bei der Trommel 1' um eine Ausbildung für einen Freifallmischer. Ein weiterer Unterschied zu der Ausführungsform nach Fig. 6 besteht darin, daß keine federnde Abstützung 14 vorhanden ist.

[0023] 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.

[0024] In den Figuren 11 und 12 sind den früheren Ausführungsformen weitgehend gleiche Trommeln 1 dargestellt.

[0025] 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 wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 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 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß sich der Rohrabschnitt (11) der Wasserzuführungseinrichtung in mehrere Arme (16) aufspaltet.

6. Mischer nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß an dem Rohrabschnitt (11) und/oder den Armen (16) Mischwerkzeuge (20) befestigt sind.

Zeichnung