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Die
Erfindung betrifft einen Endschlauch für den Austrag von Dickstoffmaterial,
insbesondere von Flüssigbeton,
der mit seinem eintrittsseitigen Ende an eine über einen Verteilermast einer
stationären oder
fahrbaren Dickstoffpumpe geführte
Druckförderleitung
anschließbar
ist und an seinem austrittsseitigen Ende eine Austragsöffnung für Dickstoffmaterial aufweist.
Weiter betrifft die Erfindung eine stationäre oder fahrbare Dickstoffpumpe
mit einem vorzugsweise als Knickmast ausgebildeten Verteilermast,
mit einer über
den Verteilermast geführten
Druckförderleitung
und mit einem am Ende der Druckförderleitung nach
unten hängenden,
an seinem austrittsseitigen Ende eine Austragsöffnung aufweisenden Endschlauch.
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Beim
Einbringen von Flüssigbeton über den Endschlauch
einer Betonpumpe der eingangs angegebenen Art wird beim freien Fall
am Schlauchende Luft mitgerissen, welche in der erzeugten Betonschicht
Hohlräume
hinterlässt,
die optisch stören
und die Festigkeit des fertigen Betons mindern. Dies ist besonders
ausgeprägt,
wenn der Beton aus größerer Höhe nach
unten fällt,
wie dies oft bei tiefen und stark mit Stahl armierten Schalungen
der Fall ist. Die eingeschlossene Luft kann auch durch intensives
Rütteln
nicht vollständig
entfernt werden. In abgeschwächter
Form tritt das Problem auch beim Verteilen von Flüssigbeton
auf ebenen Decken auf. Auch dort soll im Interesse optimaler Betongüte der freie Fall
zwischen dem Endschlauch und der Betonierfläche möglichst vermieden werden.
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Ähnliche
Probleme treten beim Einbringen von Dickstoff unter Wasser auf.
Dort ist streng darauf zu achten, dass beim Einbringvorgang kein
Wasser mitgerissen wird. Unterwasserbetonnagen sind von der Einbringtechnologie
verhältnismäßig komplex und
schwierig zu realisieren. Es werden dazu spe zielle Unterwasserbetone
verwendet, die chemisch genau auf das Umgebungswasser abgestimmte
Mischungen sind. Eine wichtige Voraussetzung ist, dass unter Wasser
kontinuierlich betoniert wird. Unterwasserbeton darf keine freie
Wegstrecke durch das Wasser haben, da sich die Betonmischung entmischt
und keine feste Decke mehr bildet. Daher muss der Endschlauch immer
in die Frischbetonmasse eingetaucht bleiben. Dies gilt auch beim
Verfahren des Mastes, was insbesondere bei unebenem Untergrund schwierig
ist. Die Entscheidung, wann und wie der Mast verfahren und angehoben
wird, wird derzeit von versierten Endschlauchführern aufgrund ihrer Erfahrung
getroffen. Es kommen auch Taucher zum Einsatz, die dem Endschlauchführer zusätzliche
Informationen übermitteln.
Bei einer gegebenen Endschlauchposition und aktiver Betonpumpe wird
die Frischbetonschicht mit fortschreitendem Pumpvorgang dicker.
Deshalb muss der Endschlauch während
des Pumpvorgangs vertikal und gegebenenfalls horizontal verfahren
werden, ohne dass er aus der Frischbetonmasse heraustritt.
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Ausgehend
hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den bekannten
Endschlauch der eingangs angegebenen Art dahingehend zu verbessern,
dass damit die luft- bzw. wasserfreie Einbringung von Dickstoff
in die ausgebrachte Dickstoffmasse möglich ist.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe werden die in den Patentansprüchen 1, 22 und 44 angegebenen Merkmalskombinationen
vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen
der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die
erfindungsgemäße Lösung geht
von dem Gedanken aus, dass ein freier Fall des am Endschlauch austretenden
Dickstoffmaterials dadurch vermieden werden kann, dass das austrittsseitige Ende
des Endschlauchs mit konstanter Überlappung in
die ausgebrachte Dickstoff- oder Betonmasse eintaucht. Um dies zu
erreichen, wird gemäß der Erfindung
vorgeschlagen, dass der Endschlauch mit seiner Austragsöffnung unter
die Oberfläche
des ausgetragenen Dickstoffmaterials eingetaucht wird und dass die
Eintauchtiefe unter Abgabe von Sensorsignalen erfasst und während eines
Austragvorgangs durch auf die Sensorsignale am Verteilermast ausgelöste Hub-
oder Senkbewegungen konstant gehalten wird. Dies ist besonders wichtig
beim Betonieren in tiefen Schalungen und bei Dunkelheit, weil dort
der Pumpenführer
die Oberfläche
des ausgebrachten Flüssigbetons
und damit auch den Höhenabstand oder
die Eintauchtiefe des Schlauchendes nicht oder nur ungenau erkennen
kann.
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Der
erfindungsgemäße Endschlauch
ist zu diesem Zweck mit mindestens einer im Bereich des austrittsseitigen
Endes angeordneten, auf das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein
von Dickstoffmaterial ansprechenden Sensorpartie versehen. Die mindestens
eine Sensorpartie ist zweckmäßig auf der
Schlauchaußenseite
in definiertem Abstand vom austrittsseitigen Ende angeordnet. Vorteilhafterweise sind
mehrere in unterschiedlichen Abständen vom austrittsseitigen
Ende angeordnete Sensorpartien vorgesehen.
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Eine
bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass mindestens
eine außenseitig
in der Mantelfläche
des Endschlauchs angeordnete Vertiefung vorgesehen, die die Sensorpartie
oder einen diese bildenden Sensor enthält. Die Vertiefung reicht dabei
zweckmäßig bis
zu einem im Schlauchmaterial angeordneten Verstärkungsgewebe, das unter Bildung
der Sensorpartie aus elektrisch leitfähigem, vorzugsweise metallischem
Material bestehen kann. Vorteilhafterweise sind mehrere in Umfangsrichtung über die
Mantelfläche
verteilt angeordnete Sensorpartien vorgesehen.
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Grundsätzlich ist
es auch möglich,
dass die mindestens eine Sensorpartie einen Drucksensor aufweist.
Beispielsweise weist die mindestens eine Sensorpartie ein von Druckluft
durchströmtes,
an einen Drucksensor angeschlossenes Schlauchstück auf.
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Eine
bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung, die besonders für die Ausbringung
von Dickstoffmaterial unter Wasser geeignet ist, besteht darin, dass
an der Schlauchaußenseite
zwei in definierten Abständen
von der Austragsöffnung
befindliche, jeweils mindestens einen Drucksensor tragende Manschetten
angeordnet sind. Die Drucksensoren sind dabei zweckmäßig an den
Manschetten nach oben weisend angeordnet. Die untere Manschette
wird zweckmäßig so angebaut,
dass der Drucksensor etwa 5 bis 15 cm oberhalb der Austragsöffnung positioniert
ist, während
die obere Manschette so angebracht ist, dass der Drucksensor etwa
40 bis 80 cm oberhalb der Austragsöffnung angeordnet ist.
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Diesen
Maßnahmen
liegt der Gedanke zugrunde, dass unterschiedlich dichte flüssige und
gasförmige
Medien unterschiedliche Druckgradientenverläufe ergeben. Dies wird genutzt,
um die Eindringtiefe in das zu pumpende Medium (z. B. Frischbeton) zu
ermitteln. Im Folgenden wird diese Verfahrensweise an Frischbeton
erklärt.
Der Anwendungsbereich ist jedoch nicht darauf beschränkt. Sie
kann vielmehr auch für
andere pumpfähige
Dickstoffe, wie Klärschlämme, Aschen
und dergleichen eingesetzt werden.
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Bei
einem bekannten Höhenabstand
der Drucksensoren voneinander lässt
sich aus dem ermittelten Druckunterschied erkennen, in welches Medium
der Endschlauch mit seinem unteren Ende eintaucht. Im Wasser beträgt der Druckgradient
0,1 bar pro Meter. Bei einer Eintauchtiefe von beispielsweise 0,5
m beträgt
somit der Differenzdruck 0,05 bar. Steigt der Druck im unteren Drucksensor
beim Absenken des Endschlauchs schneller an als dies bei Wasser
der Fall wäre,
muss sich der Drucksensor zwangsläufig in der Frischbetonschicht
befinden. Wird ein bestimmter Schwellenwert der Druckdifferenz überschritten
(z. B. 0,075 bar bei einem halben Meter Eintauchtiefe), befindet
sich die Frischbetondecke mit einem gewissen Betrag oberhalb des Drucksensors,
in dem gezeigten Beispiel 19 cm. Der Endschlauch wird so lange in
Betonfortschrittsrichtung bewegt, wie er eine vorgegebene Druckgrenze nicht über- oder
unterschreitet. Liegt die gemessene Druckdif ferenz außerhalb
des Sollbereichs, wird der Endschlauch über den Mast angehoben oder
abgesenkt, bis die Sollvorgaben wieder erreicht werden.
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Eine ähnliche
Strategie wird bei einer Überwasserbetonnage
gewählt.
Auch hier taucht der Endschlauch so tief in den Frischbeton ein,
bis der Schwellenwert des gemessenen Druckunterschieds erreicht
ist. Da der Druckunterschied im Falle einer Überwasserbetonnage in Luft
0 bar beträgt,
taucht der Endschlauch bei dem vorgegebenen Schwellenwert etwas
weiter in die Betonmasse ein, als dies bei der Unterwasserbetonnage
der Fall ist. Bei einem Schwellenwert von 0,075 bar ist hier die
Frischbetonoberkante 32 cm über
der Austragsöffnung.
Analog zur Unterwasserbetonnage kann zur Vermeidung von optischen
Regelmaßnahmen
ein Bereich vorgegeben werden, der dem Bereich der Unterwasserbetonnage
entspricht. Somit ist die Eintauchtiefe des Endschlauchs in den
Frischbeton bei den genannten Fällen
verschieden, was aber der Einfachheit halber in Kauf genommen werden
kann.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass
mehrere in unterschiedlichen Abständen an der Austragsöffnung angeordnete
pH-Sensoren vorgesehen
sind. Zweckmäßig weisen
die einander benachbarten pH-Sensoren einen Abstand von 5 bis 20
cm voneinander auf. Die pH-Sensoren
sind vorteilhafterweise in eine längs des Endschlauches sich
erstreckende Vertiefung eingelassen, die permanent den pH-Wert des
anliegenden Materials überwachen.
Dabei ist zu berücksichtigen,
dass Zementschlempe und damit Frischbeton alkalisch mit einem pH-Wert
von 13 bis 13,5 ist, während
Wasser einen pH-Bereich von 6 bis 8,5 aufweist. Anhand der pH-Sensoren
kann somit leicht festgestellt werden, wie tief der Endschlauch
in die Frischbetonschicht und unterhalb einer Wasserschicht eintaucht.
Die gegenseitigen Abstände,
die zwischen den pH-Sensoren vorgegebene sind, lassen sich anhand
der gemessenen pH-Werte im unteren Bereich des Endschlauchs durch
die Eintauchtiefe bestimmen. pH-Sensoren,
an denen kein pH-Wert angezeigt wird, befinden sich im Falle der
Unterwasserbetonnage oberhalb der Wasseroberfläche.
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Die
Sensorinformationen lassen sich auch auf einem Computer- oder Fernbedienungsdisplay grafisch
darstellen, so dass die Verfahrentscheidung und Auswertelogik vom
Betonpumpenfahrer überprüft werden
kann. Die beschriebene pH-Bestimmung der Eintauchtiefe ist überwiegend
für die
Unterwasserbetonnage geeignet, da Zementschlempe beim Austauchen
ohne Wasser nicht abgespült
werden würde.
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Eine
weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass an
der Schlauchaußenseite mindestens
zwei in definiertem Abstand von der Austragsöffnung befindliche, jeweils
einen Vibrator mit Dämpfungsmessglied
tragende Manschetten angeordnet sind. Vorteilhafterweise sind eine
erste und eine zweite, jeweils einen Vibrator tragende Manschette
in unterschiedlichen Eintauchtiefen unterhalb einer gegebenen kritischen
Schwellenhöhe
angeordnet, während
eine dritte mit einem Vibrator ausgestattete Manschette oberhalb
der vorgegebenen kritischen Schwellenhöhe angeordnet ist. Die obere Manschette
wird dabei so angebracht, dass sie sich in der oberen Hälfte des
Endschlauches befindet, und zwar oberhalb der kritischen Schwellenhöhe. Durch
die unterschiedliche Dämpfung
der durch den Vibrator erzeugten Schwingung in unterschiedlichen Medien
kann auf das Vorhandensein eines bestimmten Mediums geschlossen
werden. Ist die Dämpfung aller
Vibratoren gleich, befinden sich alle Vibratoren in dem gleichen
Medium (entweder Wasser oder Luft). Wird die Vibration in der unteren
Manschette stärker
gedämpft,
befindet sich die untere Manschette in einem dichteren Medium, beispielsweise
in Frischbeton, als die mittlere oder obere Manschette. Vorteilhafterweise
wird so lange gepumpt, bis auch der Vibrator in der mittleren Manschette
gedämpft wird.
Der Verteilermast wird so lange verfahren, bis die mittlere Manschette
wieder die gleiche Dämpfung aufweist
wie die obere Manschette, die in diesem Fall als Referenzsignalquelle
dient. Die Position der Manschetten, also der gegenseitige Abstand,
kann entsprechend der gewählten
Betonierstrategie angepasst werden. Ein Nebeneffekt der Vibratormethode besteht
darin, dass der Beton durch die Vibratoren ver dichtet wird. Etwaige
Rüttelstäbe können dadurch entfallen.
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Eine
weitere alternative Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass
eine zumindest partiell elektrisch leitfähige Schlauchpartie vorgesehen
ist, die eine erste Kondensatorplatte bildet, an welche eine mit
einer Auswerteelektronik verbundene zweite Kondensatorplatte kapazitiv
angekoppelt ist. Die die erste Kondensatorplatte bildende Schlauchpartie
ist in das aus der Austragsöffnung
ausgetretene Dichtstoffmaterial unter Kapazitätsänderung des durch die erste
und zweite Kondensatorplatte gebildeten Kondensators eintauchbar.
Die zweite Kondensatorplatte ist in einer Höhe angeordnet, die sich stets
außerhalb des
ausgetretenen Dicktstoffmaterials befindet. Die Auswerteelektronik
umfasst zweckmäßig einen RC-Schwingkreis,
in welchem der durch die erste und zweite Kondensatorplatte gebildete
Kondensator angeordnet ist. Die Abstimmung des RC-Schwingkreises
erfolgt, wenn sich der Endschlauch außerhalb des Dickstoffmaterials
befindet. Durch Eintauchen des Endschlauches ergibt sich im elektrischen Feld
des Kondensators eine Kapazitätsänderung
und damit eine Frequenzänderung
des RC-Schwingkreises,
die als Maß für die Eintauchtiefe
verwendet werden kann. Da der gesamte Endschlauch als erste Kondensatorplatte
das Sensorelement bildet, kann die Auswerteelektronik mit der zweiten
Kondensatorplatte am oberen Ende des Endschlauches, also außerhalb
des Eintauchbereichs angebracht werden.
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Die
Erfindung bezieht sich ferner auf eine stationäre oder fahrbare Dickstoff- oder Betonpumpe mit
einem als Knickmast ausgebildetem Verteilermast, mit einer über den
Verteilermast geführten Druckförderleitung
und mit einem am Ende der Druckförderleitung
nach unten hängenden,
an seinem austrittsseitigen Ende eine Austragsöffnung aufweisenden Endschlauch.
Erfindungsgemäß ist dort mindestens
eine im Bereich des austrittsseitigen Endes des Endschlauchs angeordnete,
auf das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Dickstoffmaterial
unter Abgabe von Ausgangssignalen ansprechende Sensorpartie sowie
eine auf Ausgangssignale der Sensorpartie unter Auslösung einer
Hub- oder Senkbewegung des Endschlauchs ansprechende Steuerungseinrichtung
vorgesehen. Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht hierbei
vor, dass die computergestützte
Steuerungseinrichtung mit einer auf die Ausgangssignale der mindestens
einen Sensorpartie ansprechende Steuerroutine zur Ansteuerung von
Gelenkantrieben des Knickmasts aufweist, und dass der Endschlauch
nach Maßgabe
der empfangenen Ausgangssignale eine Hub- oder Senkbewegung unter
Einstellung eines definierten Abstands seines austrittsseitigen
Endes ober- oder unterhalb eines vorhandenen Dickstoffpegels ausführt.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schematischer
Weise dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es
zeigen
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1 eine
Seitenansicht einer Autobetonpumpe mit fünfarmigem Knickmast in zusammengeklapptem
Zustand;
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2a und
b eine Seitenansicht und eine Draufsicht einer Autobetonpumpe mit
auseinandergeklapptem Knickmast;
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3 einen
Ausschnitt des Knickmasts nach 2a mit
an der Mastspitze angeordnetem Endschlauch;
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4 eine
vergrößerte Darstellung
des austrittsseitigen Endes des Endschlauchs nach 3;
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5a eine
Darstellung entsprechend 4 für ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel;
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5b einen
Schnitt entlang der Schnittlinie B-B der 5a.
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6 einen
Ausschnitt eines Endschlauchs mit zwei je einen Drucksensor tragenden
Manschetten;
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7 eine
Seitenansicht eines Endschlauchs mit einer Mehrzahl von übereinander
angeordneten pH-Sensoren für
die Unterwasserbetonnage im eingetauchten Zustand;
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8 einen
Ausschnitt aus einem Endschlauch mit drei je einen Vibrator tragenden
Manschetten;
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9a einen
Ausschnitt aus einer Betonpumpe mit Endschlauch und kapazitiver
Eintauchsensorik;
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9b einen
vergrößerten Ausschnitt
der 9a im Bereich der kapazitiven Eintauchsensorik.
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Die
in der Zeichnung dargestellte Autobetonpumpe weist ein Fahrgestell 10,
eine in der Nähe
des Fahrerhauses 14 auf dem Fahrgestell 10 angeordneten
Mastbock 16, einen am Mastbock 16 um eine vertikale
Drehachse 18 drehbaren, einen Knickmast 20 tragenden
Drehkopf 17, eine über
einen Materialaufgabebehälter 22 mit
Beton beaufschlagbare, hydraulisch angetriebene Betonpumpe 24 und
eine über eine
Rohrweiche 26 an die Betonpumpe 24 angeschlossene
Druckförderleitung 28 auf.
Der Knickmast 20 weist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
fünf Mastarme 1, 2, 3, 4 und 5 auf,
die um jeweils horizontale Knickachsen schwenkbar an dem Knickgelenk
A mit dem Drehkopf 17 und an den Knickgelenken B, C, D
und E miteinander verbunden sind. Das Ein- und Ausfalten der Mastarme 1 bis 5 um
die Gelenke A bis E erfolgt hydraulisch mittels doppelt wirkender
Hydrozylinder 30, die mit ihren freien zylinderseitigen und
stangenseitigen Enden an Auslegern bzw. Umlegebügeln der Mastarme 1 bis 5 und
des Drehkopfs 17 angelenkt sind. In der in 1 gezeigten
Fahrstellung sind die Mastarme in zueinander im Wesentlichen paralleler
Ausrichtung gegeneinander gefaltet, während sie in der Darstellung
nach 2a und b auseinandergefaltet sind.
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Die
Druckförderleitung 28 mündet im
Bereich der Mastspitze 50 über einen Krümmer 32 in
einen nach unten hängenden
Endschlauch 34, dessen austrittsseitiges Ende 36 eine
Austragsöffnung 38 für den Flüssigbeton
aufweist. Zur Ansteuerung der Betonpumpe ist eine computergestützte Steuereinrichtung
vorgesehen, die ein Fernbedienungsgerät sowie eine auf Betätigungssignale
des Fernbedienungsgeräts
ansprechende Softwareroutine zur Bewegung des Endschlauchs 34 über die
Gelenkantriebe des Knickmasts 20 aufweist. Die Bewegung
des Knickmasts 20 mit Endschlauch 34 erfolgt halbautomatisch,
wobei der Endschlauch 34 in einer ersten Hauptrichtung über das
Fernbedienungsgerät
eine bezüglich
der Mastdrehachse 18 radiale Bewegung, in einer zweiten
Hauptrichtung eine um die Mastdrehachse 18 drehende Bewegung
und in einer dritten Hauptrichtung eine Hub- und Senkbewegung beispielsweise
innerhalb einer Schalung ausführt.
Wenn der Flüssigbeton
am austrittsseitigen Ende des Endschlauchs 34 im freien
Fall austritt, kann es bei einer zu großen freien Fallhöhe zu einer
teilweisen Entmischung des Betons kommen. Außerdem können hierbei Grobteile des
Gemisches beim Aufprall auf eine Unterlage oder auf Armierungseisen
abgelenkt und durch die Gegend gespritzt werden. Beim Befüllen von
Schalungen wird außerdem
Luft mitgerissen, welche in der Betonschicht Luftblasen hinterlässt, die sich
nachteilig auf die Festigkeit und das Aussehen des Fertigbetons
auswirken. Wenn dagegen der Endschlauch 34 beim Betoniervorgang
zu tief in den ausgetragenen Beton eintaucht, kann es zu einer Drucküberhöhung in
der Betonschicht kommen, die zu einer Beschädigung der Schalung führen kann.
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Um
diese Nachteile zu vermeiden, besteht eine Besonderheit der Erfindung
darin, dass der Endschlauch 34 mit seiner Austragsöffnung 38 unter
die Oberfläche
des ausgetragenen Flüssigbetons
eingetaucht wird und dass die Eintauchtiefe unter Abgabe von Sensorsignalen
erfasst und durch auf die Sensorsignale am Knickmast 20 ausgelöste Hub-
oder Senkbewegungen konstant gehalten wird. Um dies zu ermöglichen,
ist im Bereich des austrittsseitigen Endes 36 des Endschlauchs 34 mindestens
eine auf das Vorhan densein oder Nichtvorhandensein von Flüssigbeton
unter Abgabe von Ausgangssignalen ansprechende Sensorpartie 40 vorgesehen,
wobei zusätzlich
ein auf Ausgangssignale unter Auslösung einer Hub- oder Senkbewegung
des Endschlauchs 34 ansprechende Steuerungseinrichtung
vorgesehen ist. Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die computergestützte Steuerungseinrichtung
eine auf Ausgangssignale der mindestens einen Sensorpartie ansprechende
Steuerroutine zur Ansteuerung von Gelenkantrieben des Betonverteilermasts
auf, die so programmiert ist, dass der Endschlauch 34 nach
Maßgabe
der empfangenen Ausgangssignale eine Hub- oder Senkbewegung unter
Einstellung eines definierten Abstands seiner Austragsöffnung 38 von
einem vorhandenen Flüssigbetonspiegel
aufweist. Die Sensorpartie 40 darf dagegen nicht ansprechen,
wenn der Endschlauch 34 die in der Schalung befindlichen
Armierungen oder die Schalungswand selbst berührt.
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Bei
den in 4 und 5a und b dargestellten Ausführungsbeispielen
sind mehrere auf der Schlauchaußenseite
in definiertem Abstand von der Austragsöffnung 38 angeordnete
Sensorpartien 40 vorgesehen. Wie aus 4 und 5b zu
ersehen ist, weist der Endschlauch 34 zu diesem Zweck außenseitig
in seiner Mantelfläche 42 angeordnete
Vertiefungen 44', 44'' auf, die zur Aufnahme geeigneter Sensoren
bestimmt sind. In beiden Fällen
reichen die Vertiefungen 44', 44'' bis zu einem im Schlauchmaterial
angeordneten Verstärkungsgewebe 46.
Das Verstärkungsgewebe 46 besteht
zweckmäßig aus
elektrisch leitfähigem,
vorzugsweise metallischem Material, so dass an den freigelegten
Stellen innerhalb der Vertiefungen 44', 44'' ein
auf die elektrische Leitfähigkeit
durch Kontaktbildung ansprechender Sensor verwirklicht werden kann.
Zu diesem Zweck wird das metallische Verstärkungsgewebe 46 an
ein Leitfähigkeitsmessgerät angeschlossen,
das auf das Vorhandensein von Flüssigbeton
anspricht. Bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel
ist die Vertiefung 44' des
Endschlauchs als Umfangsrille ausgebildet, während in dem Ausführungsbeispiel
nach 5a und b die Vertiefungen 44'' durch mehrere, im Abstand voneinander
angeordnete Längsschlitze gebildet
sind. Im Falle der 4 sind vor allem die in Längsrichtung
verlaufenden Armierungsdrähte 48 als kontaktbildende
Sensorpartien 40 ausgebildet, während im Falle der 5a und
b die Umfangsdrähte 52 als
kontaktbildende Sensorpartien 40 ausgebildet sind.
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Selbstverständlich ist
die Erfindung nicht beschränkt
auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele einer Sensorpartie 40,
die auf einer elektrischen Leitfähigkeitsmessung
beruhen. Es können
hierfür
auch andere Messprinzipien eingesetzt werden, die auf das Vorhandensein
oder Nichtvorhandensein von Flüssigbeton
oder Dickstoffmaterial ansprechen. So kann beispielsweise ein von
Druckluft durchströmtes,
an einen Drucksensor angeschlossenes Schlauchstück vorgesehen werden. Beim
Austreten der Druckluft innerhalb des Flüssigbetons ergibt sich hier
ein Druckanstieg im Schlauchstück,
der über
einen Drucksensor in Form eines Ausgangssignals an eine Steuerungseinrichtung
für die
Bewegungssteuerung des Mastarms gemeldet werden kann.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
nach 6 weist der Endschlauch 34 zwei in definierten
Abständen
von der Austragsöffnung 38 angeordnete
Manschetten 62, 64 auf, an denen jeweils eine
als Drucksensor 66, 68 ausgebildete Sensorpartie
angeordnet ist. Der untere Drucksensor 66 ist beispielsweise
10 cm oberhalb der Austragsöffnung 38 positioniert, während der
obere Drucksensor 68 im Abstand von 60 cm oberhalb der
Austragsöffnung 38 angeordnet sein
kann. Der mit den Drucksensoren ausgerüstete Endschlauch 34 gemäß 6 kann
sowohl für
die Unterwasserbetonnage als auch für die Überwasserbetonnage verwendet
werden. Dabei ist zu berücksichtigen,
dass unterschiedlich dichte flüssige
oder gasförmige
Medien unterschiedliche Druckverläufe ausweisen, die im Falle
der 6 dazu genutzt werden, um die Eintauchtiefe in
das zu pumpende Dickstoffmaterial (z. B. Frischbeton, Klärschlamm,
Asche) zu ermitteln. Außerdem
ist es mit den zwei im Abstand voneinander angeordneten Drucksensoren 66, 68 möglich, stets
mit ausreichender Sicherheit festzustellen, ob der Endschlauch 34 mit
seiner Aus tragsöffnung
ausreichend tief in das Dickstoffmaterial eintaucht. Damit wird
die Zuverlässigkeit
bei der Unterwasserbetonnage auch bei schlechter Sicht signifikant
erhöht.
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Bei
dem in 7 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Endschlauch 34 mit
einer sich über
eine gewisse Höhe
erstreckenden Rinne 70 versehen, in die eine Mehrzahl Sensorpartien 72 eingesetzt
sind, die auf den pH-Wert des umgebenden Mediums ansprechen. Dieser
Sensoranordnung liegt der Gedanke zugrunde, dass Zementschlempe
und damit auch Frischbeton stark alkalisch (pH = 13 bis 13,5) ist, während Wasser
einen pH-Bereich von 6 bis 8,5 aufweist. Anhand der pH-Sensoren 72 kann
somit leicht festgestellt werden, wie tief der Endschlauch 34 in
die Frischbetonschicht eintaucht. Die Mehrzahl der pH-Sensoren 72 registrieren
zumindest über
einen Teil der Endschlauchlänge
den pH-Wert. Da der Abstand der einzelnen pH-Sensoren von der Austragsöffnung 38 des
Endschlauchs 34 bekannt ist, kann damit die Eintauchtiefe
genau ermittelt werden. Vorteilhafterweise weisen die einander benachbarten pH-Sensoren 72 einen
Abstand von ca. 10 cm auf. In diesem Fall kann die Eintauchtiefe
mit einer Genauigkeit von 10 cm bestimmt werden, was für viele
Anwendungsfälle
ausreichend ist. Die Sensorinformationen lassen sich an einem Display
eines Computers oder einer Fernbedienung grafisch darstellen, so dass
die Verfahrentscheidung der Auswertelogik anschaulich überprüft werden
kann. Die Verwendung von pH-Sensoren 72 ist
vor allem für
die Unterwasserbetonnage von Bedeutung, da dort gewährleistet ist,
dass eine Benetzung der Sensoren 72 mit Zementschlempe
beim Anheben des Endschlauchs 34 weggespült wird.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
nach 8 sind drei Manschetten 80, 82, 84 vorgesehen,
die jeweils einen Vibrator 86, 88, 90 als
Sensorpartie tragen. Die einzelnen Vibratoren werden jeweils über einen
Schwingungserzeuger zu Vibrationen angeregt. Je nach dem, ob ein
Vibrator in Luft, im Wasser oder in einem Dickstoffmaterial, wie
Frischbeton, schwingt, kommt es zu unterschiedlichen Dämpfungen,
die über
ein an den Vibrator angeschlossenes Dämpfungsmessglied erfasst werden
können.
Da die Dämpfung
der Vibratoren zu unterschiedlichen Leistungsanforderungen in den
Schwingungserzeugern führt,
kann die Stromaufnahme in den Schwingungserzeugern als Maß für die Dämpfung verwendet
werden. Ist die Dämpfung
aller Vibratoren 86, 88, 90 gleich, befinden
sie sich in dem gleichen Medium (z. B. Wasser oder Luft). Wird die
Vibration in der unteren Manschette 80 gedämpft, befindet
sich diese in einem dichteren Medium (z. B. Frischbeton) als die mittlere
und obere Manschette 82, 84. Um sicherzustellen,
dass der Endschlauch 34 eine ausreichende Eintauchtiefe
im Frischbeton aufweist, wird so lange gepumpt, bis die mittlere
Manschette 82 ebenfalls gedämpft wird. Der Mast wird dann
so lange verfahren, bis die mittlere Manschette 82 wieder
die gleiche Dämpfung
wie die obere Manschette 84 aufweist. Die Position der
Manschetten 80, 82, 84 im Abstand von der
Austragssöffnung 38 kann
dabei einer gewählten Betonierstrategie
angepasst werden. Ein Nebeneffekt dieser Methode besteht darin,
dass der Frischbeton durch die Vibratoren 86, 88, 90 verdichtet
wird, so dass etwaige Rüttelstäbe entbehrlich
sind.
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Bei
dem in 9a und b gezeigten Ausführungsbeispiel
wird von dem Gedanken Gebrauch gemacht, dass der gesamte Endschlauch 34 als
zumindest partiell elektrisch leitfähige Kondensatorplatte 92 verwendet
wird. Dies ist vor allem dann möglich, wenn
der Endschlauch 34 mit Graphit durchsetzt ist oder ein
metallisches Drahtgeflecht enthält.
Die zweite Kondensatorplatte 94 befindet sich in einer
Auswerteelektronik 96, die kapazitiv an den Endschlauch angekoppelt
ist. Die Auswerteelektronik 96 enthält ihrerseits einen RC-Schwingkreis,
der den Kondensator 92, 94 als frequenzbestimmendes
Element enthält.
Durch Eintauchen des Endschlauches 34 in Dickstoffmaterial,
wie Frischbeton, ergibt sich im elektrischen Feld des Kondensators 92, 94 eine
Kapazitätsänderung,
die zu einer Verstimmung des RC-Schwingkreises
führt.
Durch geeignete Kalibrierung kann mit Hilfe der Kapazitätsänderung
im RC-Schwingkreis eine genaue Tauchtiefenbestimmung durchgeführt werden.
Da die Kondensatorplatte 92 durch den gesamten Endschlauch 34 gebildet ist,
kann die Auswerteelektronik 96 am oberen En de des Endschlauches 34 angebracht
werden. Diese befindet sich dort außerhalb des Gefahrenbereiches, in
welchem der Endschlauch 34 mit dem austretenden Dickstoffmaterial
in Berührung
kommt.
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Aus 9a ist
zu ersehen, dass die Ausgangssignale der Auswerteelektronik 96 in
der Maschinensteuerung 98 zu einer automatischen Schlauchbewegung über die
Mastventile 100 herangezogen werden können.
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Zusammenfassend
ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung bezieht sich auf eine
stationäre oder
fahrbare Dickstoffpumpe mit einem als Knickmast 20 ausgebildeten
Verteilermast, mit einer über den
Verteilermast geführten
Druckförderleitung 28 und
mit einer am Ende der Druckförderleitung
nach unten hängenden,
an seinem austrittsseitigen Ende 36 eine Austragsöffnung 38 aufweisenden
Endschlauch 34. Die Erfindung sieht vor, dass mindestens
eine im Bereich des austrittsseitigen Endes 36 des Endschlauchs 34 angeordnete,
auf das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Dickstoffmaterial
unter Abgabe von Ausgangssignalen ansprechende Sensorpartie 40 sowie
eine auf die Ausgangssignale der Sensorpartie 40 unter
Auslösung einer
Hub- oder Senkbewegung des Endschlauchs 34 ansprechende
Steuerungseinrichtung vorgesehen ist. Damit ist es möglich, dass
der Endschlauch 34 nach Maßgabe der empfangenen Ausgangssignale
eine Hubbewegung unter Einstellung eines definierten Abstands seiner
Austragsöffnung 38 vom
vorhandenen Dickstoffpegel ausführt.
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- A
- Knickgelenk
- B
- Knickgelenk
- C
- Knickgelenk
- D
- Knickgelenk
- E
- Knickgelenk
- 1
- Mastarm
- 2
- Mastarm
- 3
- Mastarm
- 4
- Mastarm
- 5
- Mastarm
- 10
- Fahrgestell
- 14
- Fahrerhaus
- 16
- Mastbock
- 17
- Drehkopf
- 18
- vertikale
Drehachse bzw. Mastdrehachse
- 20
- Knickmast
- 22
- Materialaufgabebehälter
- 24
- hydraulisch
angetriebene Betonpumpe
- 26
- Rohrweiche
- 28
- Druckförderleitung
- 30
- Hydrozylinder
- 32
- Krümmer
- 34
- Endschlauch
- 36
- austrittsseitiges
Ende
- 38
- Austragsöffnung
- 40
- Sensorpartien
- 42
- Mantelfläche
- 44', 44''
- Vertiefungen
- 46
- Verstärkungsgewebe
- 48
- Armierungsdrähte
- 50
- Mastspitze
- 52
- Umfangsdrähte
- 62,
64
- Manschetten
- 66,
68
- Drucksensoren
- 70
- Rinne
- 72
- pH-Sensoren
- 80,
82, 84
- Manschetten
- 86,
88, 90
- Vibrator
- 92
- erste
Kondensatorplatte
- 94
- zweite
Kondensatorplatte
- 96
- Auswerteelektronik
- 98
- Steuerungseinrichtung
- 100
- Mastventil