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Einrichtung zur optimalen Ausnutzung der natürlichen Körnung von Betonkiessanden für die Betonherstellung
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur optimalen Ausnutzung der natürlichen Körnung von Betonkiessanden für die Betonherstellung, wobei die Zusammensetzung des Betonkiessandes automatisch analysiert und die erforderlichen Mengen des kornverbessernden Zuschlagstoffes und der zugehörige Bindemittelanteil bestimmt werden. Die Anwendung ist überall dort vorteilhaft, wo die Gesamtzuführung klassierten Materials aus ökonomischen oder technischen Gründen nicht gegeben ist.
Bekannt ist der Sichtvergleich zwischen in Sichtbehältern aufbewahrten Kiesproben bekannter Zusammensetzungen und dem Betonkiessand, wobei als Ausgang des Vergleiches an Hand von Tabellen die erforderlichen Mengen von Zuschlagstoffen zur Kornverbesserung bestimmt werden. Dieser Methode haften spezifische objektive und vor allem subjektive Mängel an. Es sind weiterhin bekannt
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Koordinatenauswertmethode (deutsche Patentschrift Nr. 895119).
Alle bekannten Methoden haben den Mangel, dass die stichprobenartigen Vergleiche und Analysen der inhomogenen Kornverteilung im Haufwerk, welches sich auch aus Betonkiessandsorten verschiedener Kiesgruben zusammensetzen kann, nicht Rechnung tragen und demzufolge zur kontinuierlichen Betonherstellung aus Sicherheitsgründen die schlechteste Analyse bzw. der schlechteste Vergleich für die Bestimmung der kornverbessernden Zuschlagstoffmassen zugrunde gelegt werden müssen. Hiedurch kann es zu einem unökonomisch hohen Verbrauch von Kornverbesserungsmitteln und zu grossen Ungenauigkeiten in der geforderten Endfestigkeit des Betons kommen.
Weiter ist bekannt, zur genauen Einstellung der gewünschten Verhältnisse der Bestandteile von Betonkiessanden eine Teilmenge aus dem Gemisch abzutrennen, die Zusammensetzung zu analysieren und auf Grund der gefundenen Werte aus dem Gesamtgemisch einen oder mehrere Bestandteile teilweise zu entfernen.
Die Erfindung hat den Zweck, die Mängel der bekannten Einrichtungen zu beseitigen und den natürlichen Kornaufbau des je Mischung zugeführten Betonkiessandes automatisch optimal auszunutzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die automatisch die Kornzusammensetzung des je Mischung zugeführten Betonkiessandes analysiert, die erforderliche Menge des kornverbessernden Zuschlagstoffes sowie den zugehörigen Bindemittelanteil bestimmt und die Dosierung dieser Mischungsbestandteile auslöst.
Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass der Betonkiessand vor der Mischanlage in an sich bekannter Weise von einer Siebanlage klassiert wird und die Massenanteile der einzelnen Korngruppen sowie die Produkte aus den Massenanteilen mal den F-Werten der Massenanteile über eine an sich bekannte Wägeeinrichtung als analoge elektrische Werte, z. B.
Spannungen, bestimmt werden, wobei das Verhältnis
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aus den Summen der elektrischen Werte, die den Massenanteilen proportional sind und denen, die den Produkten aus den Massenanteilen mal den F-Werten proportional sind, in einer Brückenschaltung mit einem fest vorgegebenen bzw. einstellbaren Widerstandsverhältnis über eine Auswerteeinrichtung verglichen wird und dadurch festgestellt wird, ob komverbessernde Zuschlagstoffe zugegeben werden müssen, wobei die Auswerteeinrichtung die mengenrichtige Zudosierung auslöst und nach Erreichung des geforderten F-Wertes für das gesamte Zuschlagstoffgemenge die gesamtmassenbezogene, mengenrichtige Dosierung weiterer Stoffe, z. B. Bindemittel und Wasser, auslöst.
Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Spannungen, die den Produkten aus den Massenanteilen mal den F-Werten der Massenanteile proportional sind, über Wandler von den Spannungen, die den Massenanteilen proportional sind, abgeleitet werden, wobei die F-Wert-Faktoren über Potentiometer einstellbar sind.
Schliesslich wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass zur Bildung der Sollwerte Potentiometer vorgesehen sind.
Technische Auswirkungen der Erfindung sind die einfache Einstellung vorgegebener Rezepturparameter, die prinzipiell unbeschränkte Anzahl von Klassierungsmöglichkeiten, die einfache Dosierung von Bindemittel, Wasser und beliebig andern Zuschlägen sowie grosse Genauigkeit in der erreichten Betonendfestigkeit. Die ökonomischen Auswirkungen bestehen in einem minimalen Verbrauch von kornverbessernden Zuschlagstoffen und Bindemitteln, in einer Verringerung der Lagerfläche und vereinfachten Lagerhaltung für Zuschlagstoffe sowie darin, dass in vielen Fällen eine zentrale Kiesklassierung einschliesslich der damit verbundenen Arbeiten entfallen kann.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. In der Zeichnung ist die prinzipielle Rechenschaltung der Erfindung dargestellt.
In dem gewählten Beispiel wird der Betonkiessand in drei Korngruppen klassiert, es wird nur ein kornverbessernder Zuschlagstoff zugegeben und es werden jeder Korngruppe und dem kornverbessernden Zuschlagstoff zugeordnete Waagen eingesetzt. Während des Wägevorganges der einzelnen Korngruppen des Betonkiessandes entstehen über mit den Waagen mechanisch gekoppelten Messpotentiometern--l, 2, 3 elektrische Spannungen, die den Masseanteilen der einzelnen Korngruppen des Betonkiessandes proportional sind. Von diesen Spannungen werden über elektrische Wandler --4-- Spannungen abgeleitet, deren Beträge proportional den Produkten aus den einzelnen Masseanteilen mal den dazugehörigen F-Werten der Korngruppen sind.
Die Hintereinanderschaltung der Spannungen, die den Masseanteilen proportional sind, ergibt eine Summenspannung-5-, und der
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Spannungen--5 und 6--und die andere Hälfte aus dem Potentiometer--7--, dessen Teilwiderstandsverhältnis dem geforderten F-Wert proportional ist, bestehen, erfolgt der Vergleich zwischen dem geforderten und dem bestimmten F-Wert. Die Polarität und der Betrag der Spannung in der Brückendiagonale sind ein ausreichendes Mass für diesen Vergleich.
Die Auswertung erfolgt mit einem Spannungsdiskriminator-8- (Schmitt-Trigger). Wird nach der Wägung vom Spannungsdiskriminator--8--festgestellt, dass der vorhandene F-Wert kleiner ist als der geforderte, so wird über eine in bekannter Weise aufgebaute logische Verknüpfungsschaltung die Zugabe eines kornverbessernden Zuschlagstoffes ausgelöst. Die dabei auftretende Verstellung am Messpotentiometer - 9--hat die Bildung einer der Masse und über Wandler--4--einer dem Produkt aus ivi. . z-n--' F-Wert proportionalen Spannung zur Folge. Durch entsprechende Reihenschaltung erfolgt ein Ansteigen der Summenspannungen--5 und 6--.
Der Spannungsdiskriminator--8--vergleicht während der Zugabe des kornverbessernden Zuschlagstoffes laufend zwischen dem erreichten und dem geforderten F-Wert und erteilt bei Gleichheit (Brückendiagonalspannung ist gleich Null) ein Signal zur Unterbrechung der Dosierung des kornverbessernden Zuschlagstoffes. Stellt der Spannungsdiskriminator --8-- während der ersten Auswertung fest, dass der vorhandene F-Wert gleich dem geforderten oder besser als der geforderte ist, so wird der Dosiervorgang für den kornverbessernden Zuschlagstoff nicht ausgelöst. über die logische Verknüpfungsschaltung wird nach beendeter Zugabe eines kornverbessernden Zuschlagstoffes bzw. nach der Feststellung, dass kein kornverbessernder Zuschlagstoff erforderlich ist, die Bindemitteldosierung ausgelöst.
Dazu schaltet die logische Verknüpfungsschaltung über den Umschalter--10--die Brückenhälfte mit dem Potentiometer--7--ab und ersetzt sie durch das Potentiometer dessen Teilwiderstandsverhältnis dem geforderten Massenverhältnis zwischen der Gesamtmasse der Zuschlagstoffe und der Masse des Bindemittels entspricht. Damit wird gleichzeitig in einem Brückenzweig der andern Brückenhälfte die Summenspannung --6-- durch die
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Spannung-12--, die der Bindemittelmasse proportional ist, ersetzt. Die Dosierung des Bindemittels erfolgt so lange, bis das geforderte Massenverhältnis erreicht ist. Der Vergleich zwischen dem geforderten und dem erreichten Massenverhältnis geschieht wieder mit dem Spannungsdiskriminator --8-- nach dem Nullkriterium.
Auf gleiche Art und Weise wie die Bindemitteldosierung kann die auf eine bestimmte Masse bezogene Dosierung eines oder mehrerer Stoffe, z. B. Wasser, ausgelöst werden.
Die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf das beschriebene Ausführungsbeispiel. So ist es beispielsweise möglich, einen oder mehrere Zuschlagstoffe zur Kornverbesserung nicht auf die Gesamtmasse, sondern auf Teilmassen, z. B. einzelne Korngruppen, bezogen, zu dosieren, weiterhin kann beispielsweise zur Massenbestimmung der einzelnen Korngruppen des Betonkiessandes und anderer Zuschlagstoffe eine Gattierungswaage eingesetzt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur optimalen Ausnutzung der natürlichen Körnung von Betonkiessanden für die Betonherstellung, wobei die Zusammensetzung des Betonkiessandes automatisch analysiert und die erforderlichen Mengen des kornverbessernden Zuschlagstoffes und der zugehörige Bindemittelanteil
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an sich bekannter Weise von einer Siebanlage klassiert wird und die Massenanteile der einzelnen Korngruppen sowie die Produkte aus den Massenanteilen mal den F-Werten der Massenanteile über eine an sich bekannte Wägeeinrichtung als analoge elektrische Werte, z. B.
Spannungen, bestimmt werden, wobei das Verhältnis aus den Summen der elektrischen Werte, die den Massenanteilen proportional sind und denen, die den Produkten aus den Massenanteilen mal den F-Werten proportional sind, in einer Brückenschaltung mit einem fest vorgegebenen bzw. einstellbaren Widerstandsverhältnis über eine Auswerteeinrichtung verglichen wird und dadurch festgestellt wird, ob kornverbessernde Zuschlagstoffe zugegeben werden müssen, wobei die Auswerteeinrichtung die mengenrichtige Zudosierung auslöst und nach Erreichung des geforderten F-Wertes für das gesamte Zuschlagstoffgemenge die gesamtmassenbezogene mengenrichtige Dosierung weiterer Stoffe, z. B.
Bindemittel und Wasser, auslöst.
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