Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen und pneumatischen Fördern von Beton mit mindestens einem druckdicht schliessbaren zylindrischen Mischbehälter, der Öffnungen für das Einfüllen und für die Ableitung des Mischgutes sowie für die Zufuhr von Druckgas und im Behälter rotierbare Rührmittel aufweist.
Beim pneumatischen Fördern von Beton aus einem Mischbehälter in die Betonleitung ist eine gleichmässige Zufuhr des Betons in die Spritzleitung bei guter Durchmischung anzustreben. Dies wird durch die bekannten Vorrichtungen nicht erreicht, so dass sich eine ungleichmässige Förderung durch die Spritzleitung und eine eruptionsartiges Austreten aus der Düse ergibt Die schubweise Förderung mit Hilfe einer Kolbenpumpe ist in dieser Hinsicht besonders nachteilig. Es sind auch Schneckenförderer bekannt, die jedoch eine hohe Antriebsleistung benötigen und den Beton im Behälter nur wenig durchmischen. Diese Schwierigkeiten sind besonders auch bei der Verarbeitung von Faserbeton vorhanden, da dieser gegen über üblichem Beton wesentlich zäher ist und zu einem stark erhöhten Reibungswiderstand führt.
Ein weiterer Nachteil bekannter Vorrichtungen der eingangs genannten Art besteht in der verhältnismässig hohen Verschleissneigung der Fördermittel und dem grossen Aufwand bei der Reperatur der Vorrichtung bzw. beim Auswechseln der schadhaften Teile.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu finden, die die genannten Nachteile bekannter Vorrichtungen vermeidet und somit bei verhältnismässig geringer Antriebsleistung eine gute Durchmischung und Förderung auch von zähem Beton und insbesondere Faserbeton ermöglicht. Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass als Rührmittel ein sich schraubenwendelförmig parallel zur Innenwand des Mischbehälters erstreckender, bandförmiger Förderer vorgesehen ist, der an radial von der Antriebswelle des Förderers sich erstreckenden Mischarmen befestigt ist.
Durch den bandförmigen Förderer wird die gewünschte Förderung in Richtung zum Ausgang des Mischbehälters erreicht bei gleichzeitiger Mischung, wobei die Mischung durch die radialen Mischarme bei verhältnismässig geringem Leistungsaufwand in ausreichender Weise unterstützt wird. Der bedeutend geringere Aufwand an Antriebsleistung für die erfindungsgemässe Vorrichtung ist besonders vorteilhaft zum Mischen und Fördern von Beton höherer Zähigkeit, wie insbesondere Faserbeton, d. h. Beton mit einer Beimischung von z. B. Stahlfasern. In vorteilhafter Ausführungsform der Erfindung ist der schraubenwendelförmige, bandförmige Förderer für die Verarbeitung von Faserbeton mit einem runden bzw.
kreisförmigen Querschnitt versehen, denn es hat sich gezeigt, dass sich bei rundem Querschnitt im Verhältnis zum recht eckförmigen Querschnitt eine Verringerung des Leistungsbedarf um ca. 50% ergibt. Ausserdem hat sich gezeigt, dass sich überraschenderweise bei rundem Querschnitt des wendelförmigen Förderers eine intensivere Mischung ergibt. Dies ist dadurch zu erklären, dass sich der Förderer mit rundem Querschnitt strömungsgünstiger durch die Betormassse hindurchbewegt, ohne diese nur vor sich herzuschieben.
Der schraubenwendelförmige Förderer und seine ihn tragenden radialen Arme können auswechselbar ausgebildet sein, so dass sie bei Verschleiss rasch ersetzbar sind. Zu diesem Zweck ist der Mischbehälter vorteilhaft zweigeteilt ausgebildet, so dass die eine Behälterwand entfernt werden kann, um den Förderer aus dem Mischbehälter zu entnehmen.
Der Schraubenwendelförderer kann über ein stufenlos regelbares und insbesondere auch reversierbares Getriebe angetrieben sein, so dass der Beton durch die bei verschiedener Drehrichtung verschiedene Förderrichtung bestens durchgemischt werden kann und durch die stufenlos regelbare Drehzahl auch eine Abstimmung des Mischvorgangs auf den jeweiligen Betriebszustand möglich ist. So kann z. B. bei Unterbrüchen in der pneumatischen Förderung die Drehzahl stark verringert werden, so dass sich ein schonender Betrieb ergibt, und die Tourenzahl kann auch der pneumatischen Förderleistung optimal angepasst werden.
Bei einer Ausführungsform mit abnehmbarem Enddeckel des Mischbehälters kann besonders vorteilhaft die Auskleidung der Innenwand des Mischbehälters durch einen auswechselbaren Verschleissmantel erfolgen. Da es sich hierbei lediglich um ein Auskleidungsmaterial handelt, muss die Druckbeständigkeit gegenüber dem im Behälter vorliegenden pneumatischen Förderdruck nicht berücksichtigt werden.
Vorteilhaft können zwei Mischbehälter zu einer Arbeitseinheit miteinander verbunden sein, wobei dann ein um eine vertikale Achse schwenkbarer Einfülltrichter über beiden Mischbehältern angeordnet sein kann, so dass man durch entsprechendes Schwenken des Trichters jeweils Mischgut in den einen Behälter einfüllen kann, während der andere unter pneumatischen Förderbedingungen steht. Auf diese Weise ist ein ununterbrochener Betrieb der Vorrichtung möglich. Besonders bei dieser Ausführung ist eine Fernbedienung der Vorrichtung, d. h. der Ventile bzw. des Zufuhr- und Abfuhrsystems für den Beton von Vorteil. Die Steuerung kann dabei elektropneumatisch erfolgen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Misch- und Fördervorrichtung auf einem einachsigen Fahrgestell,
Fig. 2 eine Endansicht in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1 der Vorrichtung mit zwei Mischbehältern und
Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Ansicht einer Vorrichtung mit einem Mischbehälter.
Man erkennt in allen drei Figuren das Fahrgestell 1 mit Rädern 2 und Stütze 3, auf denen je nach Fig. 2 oder 3 ein Mischbehälter 4 oder zwei Mischbehälter 4 und 5 montiert sind. Jeder Mischbehälter 4 und 5 hat ein an seinem vorderen Ende angeflanschtes stufenloses Getriebe 41 oder 51 zugeordnet, welche Getriebe 41 oder 51 durch je einen Elektromotor 42 oder 52 angetrieben sind. Ferner erkennt man in allen drei Figuren auch noch die Einfüllöffnung 43 oder 53, und im Falle des Behälters 4 auch den entsprechenden Verschluss 44, der durch die Verriegelung 45 gasdicht anschliessbar ist, wobei am Verschluss 44 auch noch die Einlassöffnung 46 für das Druckgas mit Verschlusshebel 46' und nicht näher bezeichnetem Überdruckschutz ersichtlich ist.
In allen drei Figuren erkennt man ferner den Betonentnahmestutzen 47 oder 57 auf der rechten vorderen Seite des Behälter 4 oder 5, in den zum Spritzbetonieren vorteilhaft ein Betonleitungsrohr eingesetzt werden kann, wie es z. B. in der französischen Patentschrift Nr. 7 243 125 beschrieben ist.
In Fig. 1 ist weder der Trichter 6 der Fig. 2 noch der Trichter 7 der Fig. 3 gezeichnet, die noch später näher besprochen werden.
Der Behälter 4 ist mit einer Verschleissschicht 8 vollständig ausgekleidet, die sich auch auf die beiden Endabschlussdeckel 4' und 4" erstreckt. In den Deckeln 4' und 4" sind Lager 9 und 9' für die Welle 10 vorgesehen, wobei die Welle 10 aber nicht direkt, sondern über lösbare Kupplungsstücke 90, 90' mit in diesen Lagern geführten Wellenstummeln verbunden ist. Der Deckel 4" ist durch Lösen der nicht näher dargestellten Schrauben 11 vom zylindrischen Behälter zu lösen, wodurch das gesamte Innere des Mischbehälters 4 zugänglich wird und die Auskleidung 8 bzw. die Welle 10 mit den Mischarmen 10' und Schraubenwendelmischer 10" zur Wartung und zum Ausbau frei liegen. Wie man sieht, sind die den Schraubenwendelmischer 10" tragenden Mischarme 10' an der Welle 10 angeschraubt, so dass die Teile 10' und 10" getrennt ersetzt werden können.
Für den Fall, dass durch Verstopfung des Entnahmestutzens 47 oder aus anderen Gründen eine anderweitige Entleerung erforderlich werden könnte, ist, wie in Fig. 1 ersichtlich, ein Entleerungsstutzen 11' mit gasdichtem Verschluss 11" vorgesehen.
Im Betrieb funktioniert die Vorrichtung nach Fig. 1 so, dass man nach Öffnen des Verschlusses 44 das Mischgut, z. B.
mit Stahlfasern vermischter Beton, in den Behälter 4 einführt und die Mischwelle über das Getriebe 41 durch den Motor 42 antreibt, während man den Verschluss 44 wieder schliesst und in die Einlassöffnung 46 Druckgas zuführt, so dass über eine am Betonentnahmestutzen 47 angeschlossene Leitung der Beton ausgepresst wird, wobei der Förderer 10" den Beton im Behälter gegen den Stutzen 47 zu fördert.
Entsprechend würde die Vorrichtung nach Fig. 3 betrieben, wobei der in Ruhestellung aufgeklappt gezeichnete Trichter 7 beim Einfüllen an die Stelle des geschlossen gezeichneten Verschlusses 44 gekippt wäre.
Bei Fig. 2 wird jeweils der eine der Behälter 4 oder 5 über den um den Drehring 6' schwenkbaren Trichter 6 gefüllt (hier der Behälter 5), während der andere geschlossene Behälter zum Mischen und zur pneumatischen Förderung in Betrieb ist. Dadurch ist auch während der Füllphase des einen oder anderen Behälters ein ununterbrochener Betrieb möglich.
Während hier die verschiedenen Verschlüsse von Hand bedienbar gezeichnet sind, oder im Falle des Entnahmestutzens 47 oder 57 sogar die Verschlussmittel nicht gezeichnet wurden, weil sie sich auch erst an den Schläuchen befinden könnten, ist es möglich, die Verschlussmittel z. B. elektropneumatisch fernzusteuern, wodurch insbesondere bei einer Maschine nach Fig. 2 nicht unwesentliche Arbeitskrafteinsparungen möglich sind.
Wenn das Getriebe 41 reversierbar ist, kann man mit dem Schraubenwendelmischer 10" je nach Umlaufrichtung den Beton von links nach rechts oder umgekehrt fördern, wobei er gleichzeitig auch über Kopf und durch die Mischarme 10' quer durchgemischt wird. Durch die Drehzahlwahl ist eine Anpassung an alle gewünschten Betriebszustände möglich.
Beispielsweise kann eine gezeichnete Vorrichtung folgende Daten haben:
Luftbedarf ca. 6 Kubikmeter pro Minute bei einem Zuleitungsschlauchdruck von 2 bis 4 atü je nach Leitungslänge.
Die Druckluftsteuerung kann durch einseitig gesteuerte Anlage mit Schnellverschlusshahn, Entlüftungskugelhahn, Manometer und Überstromsicherheitsventil erfolgen.
Eine Förderleistung bei einem Rohr- oder Schlauchdurchmesser von 100 mm ist in der Horizontalen auf etwa 100 bis 150 m oder auf eine Höhe von 20-25 m gewährleistet.
Der Beton kann dabei erdfeucht bis steif plastisch sein, was einem W/Z-Faktor 0.35-0.50 entspricht.
Natürlich sind Abweichungen von diesen Daten ohne weiteres zu erreichen; sie wurden aber bei Versuchsbetrieb als besonders günstig erkannt.
Der sich bandförmig erstreckende Schraubenwendehni- scher 10" kann verschiedene Querschnittsformen haben. Die in der Fig. 1 dargestellte rechteckige Querschnittsform ist zum Mischen und Fördern von üblichem Beton geeignet, wobei der Behälter zu 80% gefüllt sein kann. Der Abstand des Schraubenwendelmischers von der Behälterwand muss dabei mindestens der grössten, im Beton zu erwartenden Korngrösse entsprechen. Bei der Verarbeitung von zäherem Beton und insbesondere von mit Stahlfasern vermischtem Beton würde die Antriebsleistung dann jedoch nicht ausreichen, falls nicht der Füllungsgrad entsprechend verringert wird oder eine vorteilhafte Ausführungsform gewählt wird, bei der der Schraubenwendelmischer 10" einen runden bzw. kreisförmigen Querschnitt hat.
Durch Versuche hat sich gezeigt, dass bei einem Schraubenwendelmischer von rechteckförmigem Querschnitt der Leistungsbedarf von 25 PS auf 60 PS ansteigt, wenn bei gleichem Füllgrad Stahlfaserbeton zu mischen ist.
Bei der Verwendung des erwähnten runden Querschnittes von beispielsweise gleicher Querschnittsgrösse sinkt dann der Leistungsbedarf von 60 PS auf ca. 30 PS.