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Wege.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, um den Feinheitsmodul von losen Haufwerken auf rein mechanischem Wege zu bestimmen. Der Feinheitsmodul ist eine theoretische Masszahl dafür, wie sieh die einzelnen Korngrössen innerhalb eines gegebenen Haufwerkes verteilen. Seine
Kenntnis hat z. B. bei der Feststellung der richtigen Mengenverhältnisse von Beton grossen Wert. (Vgl. z. B. den Aufsatz von M. Spindel in der Tonindustriezeitung, Jahrgang 1930. r. 88/89 : Einheitliche Bezeichnung gekörnter Stoffe und Wertung ihres Feinheitsgrades.) Der Feinheitsmodul loser Haufwerke wird bisher vorwiegend nach dem Verfahren von Duff A.
Abrams ermittelt. (Vgl. den vorstehend genannten Aufsatz und D. A. Abrams, Design of Concrete Mixtures, Bulletin 1, Structural Materials Research Laboratory, Lewis Institute. Chicago, Revised Edition, Dezember 1925.) Man bedient sich hiebei eines Satzes von Sieben, deren Maschenweiten nach einer geometrischen Reihe abgestuft sind, welche Beziehung zwischen den Masehenweiten durch die Formel : d = do. bm ausgedrückt wird. in welcher d die Maschenweite des m-ten Siebes aus dem Siebsatze bedeutet, do die Maschenweite des engsten Siebes, während b ein Festwert ist. Mittels eines solchen Siebsatzes wird nun eine willkürlich gewählte Probemenge des Haufwerkes in Teilmengen von annähernd gleichmässiger Korngrösse zerlegt und die so erhaltenen Teilmengen einzeln für sieh abgewogen.
Nun muss man
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bungen vorhanden sind, dann die so erhaltenen Gewichte mit den Feinheitsmoduln der entsprechenden Korngruppe zu multiplizieren, die Summe dieser Produkte zu bilden und diese dann durch das gesondert ermittelte Gewicht der ganzen Versuchsmenge zu dividieren. Das Ergebnis ist dann der gesuchte Feinheitsmodul des jeweiligen Haufwerkes.
Offensichtlich ist dieses rechnerische Bestimmungsverfahren für den ständigen Gebrauch, z. B. auf Baustellen, auf denen Beton verarbeitet werden muss. zu umständlieh und langwierig und es birgt ausserdem noch die Gefahr von Rechnungsfehlern in sich.
Die Erfindung bezweckt, das Abwiegen der einzelnen abgesiebten Teilmengen sowie jede Rechnung Überflüssig zu machen und den Feinheitsmodul durch einen rein mechanischen Vorgang mit nachheriger einfacher Ablesung auf einer Teilung zu bestimmen. Die angeführte Formel für den Feinheitsmodul gibt hiezu die Möglichkeit. Betrachtet man nämlich den Ausdruck (m. r. .,.) als eine Summe von Drehmomenten, mit mx als Hebelarmen und gx als Kräften, so kann man, da das Gewicht der gesamten Ver-
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suchsmenge : ohne weiteres feststellbar ist, auch die Länge jenes Armes gleicht feststellen, bei dem das Drehmomnt M.#g der Summe aller Drehmomente # (mx.gx) das Gleichgewicht hält.
Dies lässt sieh mittels einer waageartigen Vorrichtung bewerkstelligen, bei welcher alle Gewichte y. r der einzelnen
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wurden, gibt unmittelbar den Wert von Af, also den gesuchten Feinheitsmodul des untersuchten Haufwerkes an.
Um das Verfahren im Sinne der Erfindung ausführen zu können, soll zunächst einer der üblichen Siebsätze der angegebenen Art betrachtet werden, bei demalso die Maschenweiten der aufeinanderfolgenden Siebe eine geometrische Reihe bilden und die Maschenweiten d jedes Siebes des Satzes der schon eingangs
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Korndurehmesser zwischen der Maschen eite jenes Siebes gelegen ist, durch das die Absiebung hindurchgegangen, und jenes Siebes, auf dem sie liegengeblieben ist, wofür also annähernd der Mittelwert zwischen diesen beiden Maschenweiten angenommen werden kann. Diese so erhaltenen Teilmengen werden in Waagschalen gebracht und auf der einen Seite eines Waagebalkens aufgehängt, u. zw. jede Waagschale
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armes aufgehängt.
Auf dem andern Arme des Waagebalkens wird nun ein Gewicht von solcher Grösse an einem Läufer angehängt, dass es zusammen mit dem Eigengewicht des Läufers und seines Gehänges dem vorher ermittelten Gesamtgewichte der Probemenge gleichkommt. Dieses Laufgewicht wird nun verschoben, bis der Waagebalken ins Gleichgewicht kommt, und sodann der Abstand des so gewonnenen Aufhängepunktes vom Drehpunkte des Waagebalkens ermittelt. Dieser Abstand, gemessen im selben Massstabe, nach dem vorher die Aufhängepunkte der Teilmengen auf dem andern Waagebalkenarme festgelegt wurden, ergibt eine Masszahl, die zugleich der gesuchte Feinheitsmodul ist.
Zur Durchführung dieses Verfahrens dient ausser einem der üblichen Siebsätze eine besondere Waage, die in der Zeichnung schematisch in Seitenansicht gezeigt ist.
Der Waagebalken 1, 2 ist um seine Auilagerschneide 3 schwingbar gelagert. Die Aufhängepunkte 6 der Gehänge 4 für die Lagerschalen 5 liegen in verschiedenen Abständen vom Drehpunkte 3 des Balkens, u. zw. werden diese Abstände, wie schon oben ausgeführt worden ist, den Feinheitsmoduln der einzelnen Siebrückstände verhältnisgleieh gemacht, die infolge der Absiebung Korngruppen von nach oben und unten zu durch die Maschenweiten der benachbarten Siebe genau begrenzten und bekannten Korngrössen bilden und deren Feinheitsmoduln daher nichts anderes sind als die Mittelwerte der Feinheitsmoduln jener Korngrössen, die den Maschenweiten der Siebe entsprechen.
Da der Voraussetzung nach die maschenweiten des Siebsatzes eine geometrisehe Reihe bilden, so weisen sie folgende Glieder auf :
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so dass die Feinheitsmoduln der den Maschenweiten gleichen Korngrössen der einfachen Zahlenreihe :
0, 1, 2,3, 4..........m..........n
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Diesen Zahlen verhältnisgleieh sind vom Drehpunkte 3 des Waagebalkens aus gemessen die Abstände jener Punkte 6 des Waagebalkens, in denen die Lagerpfannen für die Schneiden der Gehänge 4 angeordnet sind.
Auf dem andern Waagebalkenarme 2 ist ein Läufer 7 verschiebbar, auf dessen Gehänge 8 ein Laufgewicht ss aufgelegt werden kann. Um die leere Waage ins Gleichgewicht bringen zu können, ist am Aussenende des Armes 2 ein Ausgleichsgewicht 10 verschiebbar und feststellbar angebracht. Auf dem Arme 2 ist ferner eine Teilung 11 vorgesehen, deren Nullpunkt im Drehpunkte 3 des Balkens liegt. Ihr Massstab ist genau der gleiche wie der bei der Bestimmung der Aufhängepunkte 6 auf dem Arme 1 benutzte.
Bedient man sieh zur Bestimmung des Feinheitsmoduls loser Haufwerke dieser Waage, dann
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nicht mehr einzeln abzuwägen. Man legt sie vielmehr nur in die entsprechenden Waagschalen, also die feinste Absiebung in die dem Drehpunkte. 3 des Waagebalkens zunächst hängende Schale usw. Dann wird das Gehänge 8 des Läufers 7 auf dem Balken 2 durch Zulegen von Gem ichtsstücken so belastet, dass das
Gesamtgewicht von Gehänge, Läufer und Zusatzgewicht dem Gewichte der verwendeten Versuchsmenge des Haufwerkes gleichkommt. Verschiebt man nun den Läufer, bis die Gleichgewichtslage des Balkens erreicht ist, so kann man auf der Teilung am Arme 2 den Feinheitsmodul des untersuchten Haufwerkes unmittelbar ablesen.
Da das beschriebene Verfahren viel einfacher, bequemer und daher rascher und fehlerfreier aus- führbar ist, als die bisher bekannten rechnerischen oder zeichnerischen Verfahren, so ist dadurch die Möglichkeit geboten, z. B. auf Baustellen die angelieferten Betonzuschlagsstoffe ständig zu überprüfen und die Betonmischung dementsprechend jederzeit richtig zu bestimmen.
Die dargestellte Waage zeigt nur fünf Gehänge und Waagschale zur Aufnahme der Absiebungen.
Selbstverständlich kann sie auch für eine grössere Zahl von Schalen eingerichtet werden. Ist für eine grössere Zahl auf einem einzigen Waagebalkenarme kein Platz, so kann man diesen Arm auch gabeln, so dass zwei oder selbst mehr parallele Arme zum Anhängen von Waagschale vorhanden sind. Dies gestattet bei grösserer Schalenzahl eine leichtere Handhabung und bequemeres Arbeiten.
Ferner ist es möglich, um genauere Ablesungen zu erzielen, die Teilung 11 für das Laufgewicht 7, 8, 9 auf dem Arme 2 in grösserem Massstabe, z. B. doppelt so gross, auszuführen, als jener Massstab ist, nach dem die Abstände der Aufhängepunkte 6 vom Drehpunkt 3 aus bemessen wurden. Dann muss selbstverständlich das gesamte Laufgewicht 7, 8, 9 im gleichen Verhältnisse verkleinert, also bei doppelt so grossem Teilungsmassstab nur halb so gross genommen werden wie das Gesamtgewicht der untersuchten
Haufwerksmenge.
Entsprechen die Maschenweiten der zur Trennung des Haufwerkes in Teilmengen verwendeten
Siebsätze nicht einer geometrischen Reihe, so lassen sich trotzdem solche Siebsätze zusammen mit der beschriebenen Waage zur genauen Bestimmung des Feinheitsmoduls verwenden, wenn die Pfannen für die Waagschale am Waagebalkenarme 1 nicht festgemacht, sondern längs einer Teilung verschiebbar angebracht und an den den verschiedenen Maschenweiten entsprechenden Punkten festklemmbar sind.
Man hat dann nur die den Maschenweiten des betreffenden Siebes zugehörigen Potenzzahlen zu ermitteln und die Pfannen an Hand der längs des Waagebalkenarmes angebrachten Teilung auf die gefundenen
Werte einzustellen.
Die Waage kann selbstverständlich nicht nur zur Bestimmung von Feinheitsmoduln nach
Abrams benützt werden, sondern auch zur Bestimmung von Feinheitsmoduln nach dem metrischen
Systeme oder beliebiger anderer Mischwerte aus Einzelwerten von Gemengeanteilen, z. B. spezifischer
Gewichte od. dgl.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur mechanischen Bestimmung des Feinheitsmoduls von losen Haufwerken, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Teilmengen, in welche eine Versuchsmenge nach abgestuften Korngrössen zerlegt wurde, auf dem einen Arme eines Waagebalkens einzeln in Abständen vom Drehpunkte des Balkens aufgehängt werden, die den Feinheitsmoduln der einzelnen Teilmengen verhältnisgleich sind und hierauf das gesamte Drehmoment aller Teilmengen durch Verschieben eines Laufgewichtes von der Grösse des ganzen Versuchsmengengewichtes auf dem andern Waagebalkenarme bis zum Erreichen des Gleiche- wichtes ausgeglichen wird, wobei dann der Abstand des Lauge-,
ichtes vom Drehpunkte des Waagebalkens der Grösse des gesuchten Feinheitsmoduls des Haufwerks verhältnisgleich ist und an einer Teilung des
Waagebalkens unmittelbar abgelesen m erden kann.