DE102020134669A1

DE102020134669A1 - Beschickungseinrichtung für eine Betonmischanlage

Info

Publication number: DE102020134669A1
Application number: DE102020134669.7A
Authority: DE
Inventors: Klaus Härle; Mark Wörner; Reinhold Kletsch
Original assignee: Liebherr Mischtecknik GmbH
Current assignee: Liebherr Mischtecknik GmbH
Priority date: 2020-12-22
Filing date: 2020-12-22
Publication date: 2022-06-23
Also published as: EP4019218A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beschickungseinrichtung für eine Betonmischanlage mit einem Aufgabetrichter für eine Gesteinskörnung und einem mehrteiligen Transportsystem zur Förderung der Gesteinskörnung aus einem Ausgang des Aufgabetrichters zu einem Eingang eines Mehrkammersilos, wobei das mehrteilige Transportsystem in gestaffelter Anordnung eine initiale Transportvorrichtung, eine zentrale Transportvorrichtung und eine finale Transportvorrichtung umfasst, wobei die Beschickungseinrichtung mindestens zwei Aufgabetrichter aufweist und die initiale Transportvorrichtung ausgebildet ist, Gesteinskörnung aus den Ausgängen beider Aufgabetrichter in Richtung der zentralen Transportvorrichtung zu fördern; und/oder wobei die Beschickungseinrichtung im Bereich der initialen Transportvorrichtung einen Materialdetektor zur Erkennung einer vollständigen Entleerung des Aufgabetrichters bzw. der Aufgabetrichter aufweist; und/oder wobei die finale Transportvorrichtung eine in Uhrzeigersinn und Gegenuhrzeigersinn drehbare und reversierbare Verteileinrichtung aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beschickungseinrichtung für eine Betonmischanlage.
Betonmischanlagen dienen der Herstellung von Beton. Sie umfassen ein Gesteinssilo und ein Mischwerk, um im Silo gelagerte Gesteinskörnungen mit Zement und Wasser zu Beton zu vermischen. Der so hergestellte Frischbeton kann dann an einen Fahrmischer abgegeben werden. In modernen Betonmischanlagen kommen typischerweise Mehrkammersilos zum Einsatz, in dessen Kammern unterschiedliche Gesteinskörnungen gelagert werden können, die zur Herstellung unterschiedlicher Betonrezepturen verwendet werden können.
Um Gesteinskörnungen von einem LKW oder einer mobilen Baumaschine an eine Betonmischanlage aufgeben zu können, umfassen Betonmischanlagen regelmäßig eine Beschickungseinrichtung, deren Hauptbestandteile ein Aufgabetrichter und ein in der Regel mehrteiliges Transportsystem sind. Gängige Transportsysteme umfassen eine Vibrationsrinne, ein Becherwerk und ein Stichband. Die Vibrationsrinne dient zur Förderung der Gesteinskörnung an das Becherwerk, welches das Kernstück der Transportsysteme darstellt und den Großteil der Distanz zwischen Ausgang des Aufgabetrichters und Eingang des Silos überbrückt. Über das Stichband wird die Gesteinskörnung dann vom Becherwerk zum Eingang des Silos transportiert. Im Falle von Mehrkammersilos schließt sich an das Stichband typischerweise ein Drehverteilerband an, um die Gesteinskörnung in eine bestimmte Silokammer leiten zu können.
Um einen große Aufgabemenge pro Zeiteinheit erreichen und ein Becherwerk mit einer Förderleistung von beispielsweise 300 m³/h auslasten zu können, wurden im Stand der Technik sogenannte Doppelaufgabetrichter mit zwei Ausgangsbereichen und zwei Vibrationsrinnen vorgeschlagen. Um bei derartigen Lösungen allerdings die maximale Förderleistung auszunutzen, muss der Doppelaufgabetrichter gleichmäßig beschickt werden, was bedeutet, dass der LKW oder die mobile Baumaschine die gleiche Menge an Material einer Gesteinskörnung in die unterschiedlichen Bereiche des Trichters entleeren muss. Bei ungleichmäßiger Befüllung wird nämlich die Förderleistung beider Vibrationsrinnen und folglich die Förderleistung des Becherwerks nicht über die komplette Zeit vollständig genützt. Ein weiterer Nachteil derartiger Lösungen besteht darin, dass bei einem Materialwechsel der Doppelaufgabetrichter erst nach vollständiger Entladung wieder neu beschickt werden kann.
Ein weiteres Problemfeld bei der Beschickung von Mehrkammersilos sind notwendige Nachlaufzeiten und Stillstandzeiten beim Positioniervorgang des Drehverteilerbandes, wenn es zu einem Materialwechsel bei der Beschickung kommen soll.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden und die Effizienz von Beschickungseinrichtungen zu erhöhen.
Vor diesem Hintergrund betrifft die Erfindung eine Beschickungseinrichtung für eine Betonmischanlage mit einem Aufgabetrichter für eine Gesteinskörnung und einem mehrteiligen Transportsystem zur Förderung der Gesteinskörnung aus einem Ausgang des Aufgabetrichters zu einem Eingang eines Mehrkammersilos, wobei das mehrteilige Transportsystem in gestaffelter Anordnung eine initiale Transportvorrichtung, eine zentrale Transportvorrichtung und eine finale Transportvorrichtung umfasst.
Eine erfindungsgemäße Maßnahme umfasst eine Ausbildung der Beschickungseinrichtung dahingehend, dass die Beschickungseinrichtung mindestens zwei Aufgabetrichter aufweist und die initiale Transportvorrichtung ausgebildet ist, Gesteinskörnung aus den Ausgängen beider Aufgabetrichter in Richtung der zentralen Transportvorrichtung zu fördern.
Eine weitere erfindungsgemäße Maßnahme, die alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein kann, umfasst eine Ausbildung der Beschickungseinrichtung dahingehend, dass die Beschickungseinrichtung im Bereich der initialen Transportvorrichtung einen Materialdetektor zur Erkennung einer vollständigen Entleerung des Aufgabetrichters bzw. der Aufgabetrichter aufweist. Der Materialdetektor kann ein Materialtaster sein. Alternativ oder zusätzlich können aber auch andere Arten von Detektoren, beispielsweise ein optischer Sensor, zum Einsatz kommen
Alternativ oder zusätzlich kann im Rahmen der Erfindung zudem vorgesehen, dass die finale Transportvorrichtung eine in Uhrzeigersinn und Gegenuhrzeigersinn drehbare und reversierbare Verteileinrichtung aufweist. Bei der Verteileinrichtung kann es sich um ein Drehverteilerband handeln.
Mit diesen erfindungsgemäßen Maßnahmen kann eine Effizienzsteigerung erreicht werden. Zum einen können die beiden Aufgabetrichter abwechselnd mit Gesteinskörnung beschickt werden, wodurch die maximale Förderleistung des Transportsystems in der Praxis vollständiger ausgenützt werden kann und wodurch die Wartezeit bei einem Materialwechsel verkürzt werden kann. Darüber hinaus kann durch geeignete Positionierung des Materialdetektors im Bereich der initialen Transportvorrichtung eine vollständige Entleerung des Aufgabetrichters bzw. eines der Aufgabetrichter verlässlich erkannt werden, sodass im Falle eines erforderlichen Wechsels der Zielkammer des Mehrkammersilos die erforderliche Nachlaufzeit bis zu einer Umstellung der finalen Transportvorrichtung präziser bestimmt werden kann. Die in beide Richtungen drehbare und reversierbare Verteileinrichtung ermöglicht eine Optimierung der für einen Wechsel der Zielkammer des Mehrkammersilos benötigte Zeit.
Bei der zentralen Transportvorrichtung handelt es sich vorzugsweise um ein Becherwerk. In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die zentrale Transportvorrichtung und das Transportsystem insgesamt eine Förderleistung von größer 200 m³/h, insbesondere von größer 300 m³/h aufweisen. Selbstverständlich sind aber auch Ausführungsformen mit geringeren Förderleistungen möglich.
In einer Ausführungsform weist die initiale Transportvorrichtung einen Gurtförderer auf. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Gurtförderer zum Transport von Gesteinskörnung aus beiden Aufgabetrichtern ausgebildet ist.
Insbesondere kann die initiale Transportvorrichtung mindestens zwei Übergabeeinrichtungen aufweisen, um Gesteinskörnung aus den Ausgängen beider Aufgabetrichter auf Gurtförderer zu fördern. Bevorzugt ist dabei, dass die beiden Übergabeeinrichtungen individuell angesteuert werden können. Vorzugsweise handelt es sich bei den Übergabeeinrichtungen um Vibrationsrinnen. Sofern beispielsweise nur einer der Aufgabetrichter befüllt ist, kann eine stärkere Vibration und mithin höhere Förderleistung an der zugeordneten Vibrationsrinne angewählt werden, als wenn beide Aufgabetrichter befüllt sind. So kann unabhängig davon, ob einer oder beide Aufgabetrichter vollständig befüllt sind, die die maximale Förderleistung des Transportsystems möglichst vollständig ausgenützt werden.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Materialdetektor am Gurtförderer im Bereich der Übergabeeinrichtung, insbesondere in Förderrichtung direkt nach der Übergabeeinrichtung, angeordnet ist. Der Materialdetektor kann oberhalb des Gurtförderers angeordnet sein. Eine derartige Positionierung hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen. Insbesondere können mindestens zwei individuelle Materialdetektoren vorgesehen sein, wobei je einer der Materialdetektoren einem der Aufgabetrichter zugeordnet ist. Jeder der Materialdetektoren ist dabei insbesondere im Bereich des Gurtförderers (vorzugsweise oberhalb des Gurtförderers) und jeweils direkt nach der jeweiligen Übergabeeinrichtung des zugeordneten Aufgabetrichters angeordnet. So kann eine Entleerung jedes Aufgabetrichters individuell festgestellt werden.
In einer typischen Ausführungsform weist die finale Transportvorrichtung ein Fördermittel, beispielsweise ein Stichband, auf, um Gesteinskörnung von der zentralen Transportvorrichtung auf die Verteileinrichtung zu fördern. Die zentrale und die finale Transportvorrichtung können Teil eines S-Förderers sein.
In einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Abschnitte der Verteileinrichtung, die sich ausgehend von dem Bereich, durch den seine vertikale Drehachse verläuft, in gegenüberliegende Richtungen erstrecken, gleich lang sind. Die vertikale Drehachse erstreckt sich also durch die Mitte der Verteileinrichtung. Das Fördermittel, insbesondere Stichband, entleert die Gesteinskörnung vorzugsweise in diesem Bereich auf die Verteileinrichtung.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Beschickungseinrichtung eine Lesevorrichtung zum automatischen Einlesen von Informationen zu einer am Aufgabetrichter aufzugebenden Gesteinskörnung aufweist. Beispielsweise kann die Lesevorrichtung ausgebildet sein, um QR-Codes, RFID-Tags oder andere elektronisch generierte Labels automatisch einzulesen. Eine Steuereinheit der Beschickungseinrichtung kann die eingelesenen Informationen dazu verwenden, im Mehrkammersilo eine bestimmte Zielkammer für das Material festzulegen.
In einer Ausführungsform weist die Beschickungseinrichtung eine Steuereinheit auf, die ausgebildet ist, anhand eines Signals des Materialdetektors eine vollständige Entleerung eines Aufgabetrichters zu erkennen, eine Nachlaufzeit zu ermitteln und nach Ablauf der Nachlaufzeit eine Neueinstellung der Verteileinrichtung einzuleiten, wobei im Rahmen der Neueinstellung der Verteileinrichtung die Drehrichtung der Verteileinrichtung um die Vertikalachse und die Förderrichtung der Verteileinrichtung unter Berücksichtigung der Ist- und der Soll-Position so festgelegt werden, dass der erforderliche Drehwinkel um die Vertikalachse minimal ist.
Unter Berücksichtigung der Positionierzeit der Verteileinrichtung bzw. des Drehverteilerbands kann dann der nächste Entleervorgang gestartet werden.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Betonmischanlage mit einem Mehrkammersilo und einer erfindungsgemäßen Beschickungseinrichtung. Die Mischanlage umfasst typischerweise ferner ein Mischwerk, um im Silo gelagerte Gesteinskörnungen mit Zement, das in einem separaten Silo oder Behälter der Mischanlage vorgehalten werden kann, und Wasser zu Beton zu vermischen. Der so hergestellte Frischbeton kann dann an einer Abgabevorrichtung der Mischanlage an einen Fahrmischer abgegeben werden.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend anhand der Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiel. In den Figuren zeigen:

1: eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Betonmischanlage; und
2: eine Draufsicht dieser Betonmischanlage.

Die gezeigte Betonmischanlage der vorliegenden Erfindung umfasst zwei voneinander getrennte Aufgabetrichter 1 und 2 zur Aufgabe einer Gesteinskörnung, deren Ausgänge mit je einer als Vibrationsrinne ausgebildeten Übergabeeinrichtung 3 gekoppelt sind. Die Vibrationsrinnen 3 können unabhängig voneinander angesteuert werden und dienen zur gleichmäßigen Befüllung des vertikalen Becherwerks 6 über einen Gurtförderer 4, der am Einlauf 7 des Becherwerks 6 endet.
An einen Auslauf 8 des Becherwerks 6 schließen sich ein als Stichband ausgebildetes Fördermittel 9 und eine als Drehverteilerband ausgebildete Verteileinrichtung 10 an, um die Gesteinskörnung in eine der Kammern 12 des Mehrkammer-Gesteinssilos 11 zu transportieren. In jeder Kammer 12 befindet sich ein kontinuierlicher Füllmelder 13.
Anstelle der Anordnung von Gurtförderer 4, Becherwerk 6 und Stichband 9 können auch andere Fördereinrichtungen vorgesehen sein, beispielsweise ein einzelner Gurtförderer oder ein S-Förderer.
Oberhalb des Gurtförderers 4 befinden sich zwei als Materialtaster ausgebildete Materialdetektoren 5, von denen jeder an einen der Aufgabetrichter 1 bzw. 2 gekoppelt ist. Die Materialtaster 5 signalisieren im Betrieb einer nicht dargestellten Steuereinheit, wenn ein Aufgabetrichter 1 bzw. 2 komplett leer ist, um im Falle eines Materialwechsels den Beginn einer notwendigen Nachlaufzeit zu markieren. Bei der Bestimmung der Nachlaufzeit berücksichtigt die Steuereinheit die Zeit, die für einen Materialtransport der Gesteinskörnung von der Vibrationsrinne 3 über den Gurtförderer 4, das Becherwerk 6, das Stichband 9 und das Drehverteilerband 10 in die Silokammer 12 des Gesteinssilos 11 benötigt wird. Durch geeignete Positionierung der Materialtaster 5 in Abhängigkeit von der Förderbandgeschwindigkeit und der Förderstrecke kann die Nachlaufzeit optimal verkürzt werden.
Um die im Mittel erforderlichen Schwenkzeiten des Drehverteilerbandes 10 bei der Positionierung zu einer anderen Silokammer 12 zu minimieren, wird ein mit Blick auf die (horizontale) Förderrichtung des Bandes reversierbares und in beide Richtungen (Uhrzeigersinn und Gegenuhrzeigersinn) um eine Vertikalachse drehbares Drehverteilerband eingesetzt.
Die Auswahl der Silokammer 12 erfolgt über Positionsschalter. Durch Einlesen des Lieferscheins (z.B. QR-Code) kann eine Fehlereingabe bei der Kammerauswahl verhindert werden.
Die Beschickung des Silos 11 dieser Betonmischanlage kann wie folgt erfolgen.
Ein LKW-Fahrer fährt an die Anlage und wählt entweder manuell die Silokammer 12 (z.B. Kammer 1) an einer Steuerung vor, oder es wird automatisch ein Lieferschein z.B. mittels QR-Code eingelesen. Die eingelesenen Informationen enthalten Angaben über die Menge an Gesteinskörnung und über die Gesteinsart. Daraus ermittelt die Steuerung der Anlage die korrekte Silokammer 12.
Die Steuerung der Anlage überprüft anhand der Lieferdaten oder der manuellen Eingabe sodann, ob das Fassungsvermögen der Kammer für die Liefermenge ausreicht. Die entsprechenden Informationen zum momentanen Füllstand empfängt sie vom Füllmelder 13. Optional kann auch eine visuelle Überprüfung über eine geeignete Anzeige wie beispielsweise eine LED-Anzeige erfolgen.
Sofern in einem beispielhaften Szenario der Aufgabetrichter 1 gerade befüllt wurde und aktuell entleert wird, muss der LKW-Fahrer nun seine Ladung in den Aufgabetrichter 2 entladen.
Sobald der Aufgabetrichter 1 dann leer meldet, was anhand des diesem Aufgabetrichter zugeordneten Materialtasters erfolgt, wird eine Nachlaufzeit abgewartet, bevor das Drehverteilerband 10 neu positioniert wird. Während der Nachlaufzeit kann bereits die Entleerung des Aufgabetrichters 2 anlaufen.
Für die Neupositionierung des Drehverteilerbandes 10 erkennt die Steuerung die schnellstmögliche Positionsänderung, um das Drehverteilerband 10 von einer Ist- zu einer Soll-Position für die Beschickung der neuen Silokammerammer 12 zu bewegen, woraufhin die Drehrichtung des Drehverteilerbandes 10 um eine Vertikalachse (Uhrzeigersinn oder Gegenuhrzeigersinn) und die neue Förderrichtung des Drehverteilerbandes festgelegt. Das Drehverteilerband wird entsprechend neu positioniert.
Während der Aufgabetrichter 2 entleert wird, kann bereits zeitgleich der Aufgabetrichter 1 wieder neu befüllt werden, um einen neuen Zyklus zu beginnen.

Claims

Beschickungseinrichtung für eine Betonmischanlage mit einem Aufgabetrichter für eine Gesteinskörnung und einem mehrteiligen Transportsystem zur Förderung der Gesteinskörnung aus einem Ausgang des Aufgabetrichters zu einem Eingang eines Mehrkammersilos, wobei das mehrteilige Transportsystem in gestaffelter Anordnung eine initiale Transportvorrichtung, eine zentrale Transportvorrichtung und eine finale Transportvorrichtung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschickungseinrichtung mindestens zwei Aufgabetrichter aufweist und die initiale Transportvorrichtung ausgebildet ist, Gesteinskörnung aus den Ausgängen beider Aufgabetrichter in Richtung der zentralen Transportvorrichtung zu fördern; und/oder dass die Beschickungseinrichtung im Bereich der initialen Transportvorrichtung einen Materialdetektor zur Erkennung einer vollständigen Entleerung des Aufgabetrichters bzw. der Aufgabetrichter aufweist; und/oder dass die finale Transportvorrichtung eine in Uhrzeigersinn und Gegenuhrzeigersinn drehbare und reversierbare Verteileinrichtung aufweist.
Beschickungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die initiale Transportvorrichtung einen Gurtförderer aufweist.
Beschickungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die initiale Transportvorrichtung mindestens zwei Übergabeeinrichtungen, insbesondere Vibrationsrinnen, aufweist, um Gesteinskörnung aus den Ausgängen beider Aufgabetrichter auf Gurtförderer zu fördern, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Übergabeeinrichtungen individuell angesteuert werden können.
Beschickungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialdetektor am Gurtförderer im Bereich der Übergabeeinrichtung, insbesondere in Förderrichtung direkt nach der Übergabeeinrichtung, angeordnet ist.
Beschickungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei individuelle Materialdetektoren vorgesehen sein, wobei je einer der Materialdetektoren einem der Aufgabetrichter zugeordnet ist.
Beschickungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die finale Transportvorrichtung ein Fördermittel, insbesondere Stichband, aufweist, um Gesteinskörnung von der zentralen Transportvorrichtung auf die Verteileinrichtung zu fördern.
Beschickungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte der Verteileinrichtung, die sich ausgehend von dem Bereich, durch den seine vertikale Drehachse verläuft, in gegenüberliegende Richtungen erstrecken, gleich lang sind.
Beschickungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschickungseinrichtung eine Lesevorrichtung zum automatischen Einlesen von Informationen zu einer am Aufgabetrichter aufzugebenden Gesteinskörnung aufweist.
Beschickungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschickungseinrichtung eine Steuereinheit aufweist, die ausgebildet ist, anhand eines Signals des Materialtasters eine vollständige Entleerung eines Aufgabetrichters zu erkennen, eine Nachlaufzeit zu ermitteln und nach Ablauf der Nachlaufzeit eine Neueinstellung der Verteileinrichtung einzuleiten, wobei im Rahmen der Neueinstellung der Verteileinrichtung die Drehrichtung der Verteileinrichtung um die Vertikalachse und die Förderrichtung der Verteileinrichtung unter Berücksichtigung der Ist- und der Soll-Position so festgelegt werden, dass der erforderliche Drehwinkel um die Vertikalachse minimal ist.
Betonmischanlage mit einem Mehrkammersilo und einer Beschickungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.