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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen Chargenmischer zum Mischen von Vorsatzmischungen und ein Verfahren zum Mischen von Vorsatzmischungen zur Verwendung als eine Überbetonauflage.
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Hintergrund der Erfindung
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Es ist bekannt Platten und Pflastersteine mit einer relativ dünnen Deckschicht (beispielsweise 1 bis 40 mm dick) in Form einer Vorsatzmischung auszustatten, die aus einem besonders feinkörnigen Material hergestellt ist. Vorsatzmischungen sind im Prinzip das Gleiche wie gewöhnlicher Beton, jedoch sind alle Bestandteile feinkörnig und Vorsatzmischungen enthalten oftmals keine Steine oder die Steine haben einen sehr kleinen Durchmesser, wie etwa zwischen 0 und 5 mm und vorzugsweise zwischen 0 und 3 mm.
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Vorsatzmischungen können Färbemittel enthalten und sie können auf unterschiedliche Wiesen strukturiert sein, um anderen Materialien zu gleichen, ähnlich wie Stempelbeton.
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Insbesondere aufgrund des feinkörnigen Charakters der Bestandteile sind Vorsatzmischungen jedoch besonders schwierig zu mischen, was bedeutet, dass es ein bekanntes Problem darstellt, dass es schwierig ist, während eines Mischvorgangs für Vorsatzmischungen das hinzugefügte Wasser gleichmäßig in der gesamten Mischung zu verteilen. Falls das Wasser nicht vollständig und gleichmäßig in der gemischten Vorsatzmischungscharge verteilt wird, wird die Qualität der Vorsatzmischung stark verringert.
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Ein Ziel der Erfindung ist es daher, einen vorteilhaften Mischer zum Mischen von Vorsatzmischungen bereitzustellen sowie ein vorteilhaftes Verfahren zum Mischen von Vorsatzmischungen.
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Die Erfindung
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Die Erfindung stellt einen Chargenmischer zum Mischen von Vorsatzmischungen bereit. Der Mischer umfasst eine Mischwanne, die eine oder mehrere Entladungsöffnungen umfasst, und eine Mischereinheit, die einen Mischereinheitantrieb und ein oder mehrere Mischmittel umfasst. Die Mischwanne umfasst Wasserdüsen, um in das Material hinein, das während eines Mischvorgangs für Vorsatzmischungen in der Mischwanne gemischt wird, Wasser hinzuzufügen, wobei die Wasserdüsen in der unteren Hälfte der Mischwanne angeordnet sind.
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Die Verwendung eines Chargenmischers zum Mischen von Vorsatzmischungen ist dadurch vorteilhaft, dass dieser Mischertyp besonders leistungsfähig beim Zusammenmischen von großen Chargen feinkörnigen Materials ist.
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Durch die feinkörnige Beschaffenheit des in Vorsatzmischungen verwendeten Materials und aufgrund der relativ geringen Wassermenge, die hinzugegeben wird, besteht jedoch selbst mit dem besten Chargenmischer das Risiko, dass das Material Schichten bildet, derart, dass das Wasser nicht in der gesamten Mischung in der Mischwanne gleichmäßig verteilt wird. Daher ist das Ausstatten der Mischwanne mit Wasserdüsen, die in der unteren Hälfte der Mischwanne angeordnet sind, dahingehend vorteilhaft, dass es hierdurch möglich ist, das Wasser während des Mischvorgangs direkt in die Mischung hineinzuspritzen und dadurch das Risiko zu verringern, dass das Wasser nicht gleichmäßig in der Mischung verteilt wird, und dadurch die Leistungsfähigkeit des Mischers zu erhöhen.
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Es ist zu bemerken, dass unter dem Begriff „Chargenmischer” jede Art von Mischer zu verstehen ist, der eine Mischwanne mit rotierenden Mischmitteln umfasst, die sich nach unten in die Mischwanne hinein erstrecken. Bei einem Chargenmischer werden alle Bestandteile zusammen oder in einer vorgegebenen Reihenfolge in die Mischwanne zugeführt und gemischt, bis ein homogenes Material hergestellt ist, und dann aus der Mischwanne in einer einzigen Charge entladen. Der Begriff „Chargenmischer” umfasst somit nicht sogenannte „kontinuierliche Mischer”, bei denen die Bestandteile kontinuierlich in den Mischer zugeführt werden und bei denen das Mischen passiert während das Material von der oder den Beladungsöffnungen zu einem Entladungsstutzen wandert, von wo es kontinuierlich entnommen wird. Chargenmischer gibt es in einer Zahl von Bauartvarianten und sie sind auch unter anderen Namen bekannt, wie etwa Gegenflussmischer, Gegenstrommischer, Planetenmischer, Mischer mit stationärer Wanne und Vertikalachsenmischer.
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Es ist auch zu bemerken, dass unter dem Begriff „untere Hälfte” die untere Hälfte der Mischwanne zu verstehen ist, die sich am nächsten zum Boden befindet, wenn der Chargenmischer auf dem Boden platziert und so ausgerichtet ist, dass er bereit für den Einsatz als Chargenmischer ist.
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In einer Eigenschaft der Erfindung ist ein vorderes Ende der Wasserdüsen im Wesentlichen bündig mit der innenseitigen Oberfläche der Mischwanne angeordnet.
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Falls die Düse sich zu weit durch die Wand hindurch erstreckt, können die Wände während des Mischvorgangs und dem nachfolgenden Entleerungsvorgang nicht sauber geschabt werden, wodurch der Mischvorgang verlängert und die Qualität der gemischten Substanz verringert würde. Falls das vordere Ende der Düse zu weit in die Wand hinein zurückgezogen wird, erhöht sich das Risiko einer unerwünschten Materialanhäufung vor der Düse, wodurch auch das Risiko erhöht wird, die Düsen zu verstopfen, und das Risiko erhöht wird, dass erstarrte Klumpen aus Mörtel oder einem anderen Material in die Mischung hineingemischt werden, so dass die Qualität der Mischung sich verringert.
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Somit ist das im Wesentlichen bündige Ausrichten der Wasserdüsen mit der innenseitigen Oberfläche der Mischwanne darin vorteilhaft, dass es das Risiko verringert, dass erstarrtes Material in die Mischung in der Wanne gelangt, und dabei auch das Risiko verringert wird, dass die Düsen verstopfen.
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In einer Eigenschaft der Erfindung umfassen die Wasserdüsen ein Eindring-Einstellmittel, um einzustellen, wie weit das vordere Ende der Wasserdüsen sich, von der außenseitigen Oberfläche der Mischwanne aus gesehen, in die Mischwanne hinein erstreckt.
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Die innenseitigen Oberflächen einer Mischwanne eines Chargenmischers sind Verschleißteile aufgrund des intensiven Abriebs, der durch die fortwährend bewegte Mischung verursacht wird, die die innenseitigen Oberflächen der Wanne fortwährend abschleifen. Es ist daher bekannt die innenseitigen Oberflächen eines Chargenmischers mit austauschbaren Abnutzungsplatten auszustatten. Um dabei sicherzustellen, dass die Wasserdüsen relativ zur innenseitigen Oberfläche der Wände (Abnutzungsplatten) jederzeit korrekt platziert sind, ist es vorteilhaft, die Wasserdüsen mit Eindring-Einstellmitteln auszustatten.
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In einer Eigenschaft der Erfindung befinden sich die Wasserdüsen in einer Seitenwand der Mischwanne.
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Falls die Düsen im Boden der Wanne platziert sind, ist aufgrund der Schwerkraft, die Material nach unten in die Düsen zieht, das Risiko erhöht, dass sie verstopfen. Durch deren Anordnung in den Seitenwänden wird dagegen das Verstopfungsrisiko verringert.
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Außerdem ist es leichter Düsen, die in den Seitenwänden angeordnet sind, zu warten, auszutauschen und einzustellen, da diese erheblich besser zugänglich sind im Vergleich zu einer Anordnung in der Bodenfläche.
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In einer Eigenschaft der Erfindung befinden sich die Wasserdüsen an einer Stelle zwischen 1% und 50%, vorzugsweise zwischen 3% und 40% und am bevorzugtesten zwischen 5% und 30% der vollen Höhe der Seitenwand oberhalb des Bodens der Mischwanne.
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Falls die Düsen zu hoch in der Seitenwand angeordnet sind, kann der Mischer nur zum Herstellen großer Chargen verwendet werden, da andernfalls die Düsen nicht unterhalb der Oberfläche der Mischung in der Mischwanne platziert sind. Falls dagegen die Düsen zu nahe am Boden der Wanne platziert sind, ist das Risiko von Wasseransammlungen im Winkel zwischen der Seitenwand und dem Boden erhöht, wodurch die Leistungsfähigkeit des Mischers verringert wird und die Qualität der am Ende entstehenden Mischung verringert wird.
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Die vorliegenden Platzierungsbereiche stellen somit einen vorteilhaften Ausgleich zwischen der Kapazität des Mischers und der Leistungsfähigkeit dar.
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In einer Eigenschaft der Erfindung ist eine Wasseraustrittsöffnung in den Wasserdüsen konisch geformt.
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Das Ausbilden der Düsen mit einem konischen Austrittsloch ist darin vorteilhaft, dass es das Risiko einer Materialanhäufung im Austrittsloch verringert und dass es für das Wasser leichter ist, die Austrittsöffnung auszuspülen und dadurch sicherzustellen, dass die Düse sauber und einsetzbar ist.
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In einer Eigenschaft der Erfindung sind die Wasserdüsen aus gehärtetem Stahl hergestellt.
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Besonders das vordere Ende der Düsen ist einer intensiven Abnutzung ausgesetzt und es ist daher vorteilhaft, die Düse aus gehärtetem Stahl herzustellen, um ihre Lebensdauer zu erhöhen.
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In einer Eigenschaft der Erfindung umfasst die Wasserdüse eine oder mehrere Wassereintrittsöffnungen und eine oder mehrere Wasseraustrittsöffnungen, wobei die Gesamtfläche der Wassereintrittsöffnungen größer ist als die Gesamtfläche der Wasseraustrittsöffnungen.
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Dadurch, dass die Gesamtfläche der Wassereintrittsöffnungen größer als die Gesamtfläche der Wasseraustrittsöffnungen ausgeführt wird, ist es möglich, den Wasserdruck durch die Düse zu erhöhen. Dies ist darin vorteilhaft, dass es ein besseres Mischen des Wassers mit dem Rest der Mischung in der Wanne ermöglicht.
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In einer Eigenschaft der Erfindung sind die Wasserdüsen als getrennte Teile ausgeführt, die in der unteren Hälfte der Mischwanne montiert sind.
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Aufgrund der intensiven Abnutzung, die durch das beständige Mischen und die chemisch aggressiven Bestandteile verursacht wird, sind die Umgebungsbedingungen in der unteren Hälfte der Mischwanne besonders rau und es ist daher vorteilhaft, die Wasserdüsen als Teile auszubilden, die von der Mischwanne getrennt sind, so dass sie ausgewechselt werden können.
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Es ist zu bemerken, dass der Ausdruck „getrennt” in diesem Zusammenhang sich darauf bezieht, dass die Düsen getrennt hergestellt werden, bevor sie in die Mischwanne eingebaut werden. Dies bedeutet, dass während der Nutzung die Düsen einen Teil der Mischwanne bilden, dass sie jedoch nicht integral mit der Mischwanne ausgebildet sind, wobei sie in der Mischwanne abtrennbar eingebaut sind und daher abgenommen werden können.
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In einer Eigenschaft der Erfindung ist die Mischwanne feststehend und zwei oder mehr Trägerarme erstrecken sich zwischen der Mischwanne und der Mischereinheit und halten dadurch die Mischereinheit über der Mischwanne.
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Die feststehende Ausführung der Mischwanne ist darin vorteilhaft, dass es bei einer feststehenden Wanne deutlich leichter ist, Wasser zu den Düsen zu führen, als bei einer drehenden Wanne. Außerdem ist es durch das Aufhängen der Mischereinheit über der Mischwanne deutlich leichter das Wasser wirksam zur Mischung hinzuzugeben.
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Außerdem stellt die Erfindung ein Verfahren zur Mischung von Vorsatzmischungen zur Verwendung als eine Überbetonauflage bereit. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- • Zuführen von Betonzuschlag, Zement und/oder optional Färbemittel in eine Mischwanne eines Chargenmischers,
- • Mischen der Bestandteile in der Mischwanne mittels einer Mischereinheit, und
- • Hinzufügen von Wasser zur Mischung in der Mischwanne, indem das Wasser unterhalb der oberen Oberfläche der Mischung in die Mischung hinein gesprüht wird.
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Falls Wasser einfach dadurch zugefügt wird, dass es auf die obere Oberfläche der Mischung in der Mischwanne herabgeschüttet wird, ist das Risiko erhöht, dass das Wasser nicht richtig in die gesamte Mischung untergemischt wird, oder wenigstens erhöht sich die Zeitspanne, die benötigt wird, um das Wasser richtig in die Mischung unterzumischen, wodurch sich die Kapazität des Mischers verringert. Dagegen wird durch das Sprühen des Wassers direkt in die Mischung hinein und unterhalb der oberen Oberfläche der Mischung sichergestellt, dass das Wasser relativ schnell und im Wesentlichen gleichmäßig in der gesamten Mischung verteilt wird.
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Unter dem Begriff „Betonzuschlag” ist jede Art von Sand, Kies, Bruchsteine, grobem Sand, Steinen oder jede Kombination aus diesen zu verstehen, die geeignet für die Herstellung von Vorsatzmischungen ist.
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In einer Eigenschaft der Erfindung wird das Wasser zur Mischung durch Wasserdüsen hinzugefügt, die in der unteren Hälfte der Mischwanne angeordnet sind.
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Hierdurch wird eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung erreicht.
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In einer Eigenschaft der Erfindung umfasst das Verfahren außerdem die folgenden Schritte: Entleeren des Chargenmischers und danach Reinigen der Wasserdüsen, indem Wasser durch die Düsen herausgedrückt wird.
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Das Reinigen der Düsen durch den Wasserdruck ist darin vorteilhaft, dass es ohne weiteres verfügbar ist und dass es ein wirksamer Weg ist, die Düsen arbeitsbereit zu halten.
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In einer Eigenschaft der Erfindung ist das Färbemittel Farbstoff, Granulat oder Flüssigfarbe.
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Hierdurch wird eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung erreicht.
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In einer Eigenschaft der Erfindung wird das optionale Färbemittel wenigstens teilweise in den Betonzuschlag hineingemischt, bevor der Zement hinzugegeben wird.
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Das wenigstens teilweise Untermischen des Färbemittels in den Betonzuschlag, bevor der Zement hinzugegeben wird, ist darin vorteilhaft, dass für die Qualität der Vorsatzmischung die gleichmäßige Verteilung des Färbemittels in der Mischung sehr wichtig ist, weshalb das Färbemittel der Mischung so früh wie möglich im Mischvorgang beigefügt wird. Falls jedoch das Färbemittel der erste Bestandteil ist, der hinzugefügt wird, wird es an den innenseitigen Oberflächen des Mischers haften und das Risiko einer nicht gleichmäßigen Verteilung in der endgültigen Mischung ist daher erhöht. Somit wird durch das Hinzufügen zum Betonzuschlag sichergestellt, dass es richtig in die Mischung untergemischt werden kann.
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In einer Eigenschaft der Erfindung wird das Wasser erst hinzugegeben, nachdem der Betonzuschlag, Zement und das optionale Färbemittel in die Mischwanne zugeführt wurden.
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Zement und Färbemittel sind sehr feinkörnig und falls das Wasser vor diesen Bestandteilen hinzugefügt wird, ist das Risiko erhöht, dass diese Bestandteile nicht richtig in die Mischung untergemischt werden. Dies gilt insbesondere, da das Risiko erhöht ist, dass die Feuchte nicht gleichmäßig verteilt wird.
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In einer Eigenschaft der Erfindung ist das Verfahren ein Verfahren zum Mischen von Vorsatzmischungen in einem Chargenmischer entsprechend einer der zuvor genannten Ausführungsformen.
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Hierdurch wird eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung erreicht.
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Zeichnung
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Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben, in der
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1 einen Querschnitt durch die Mitte eines Chargenmischers gemäß dem Stand der Technik, gesehen von der Vorderseite, darstellt,
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2 den in 1 dargestellten Chargenmischer in einer Ansicht von oben zeigt,
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3 einen Querschnitt durch die Mitte eines Chargenmischers gemäß der Erfindung, gesehen von der Vorderseite, darstellt,
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4 eine vereinfachte Ansicht des in 3 dargestellten Chargenmischers in einer Ansicht von oben zeigt, und
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5 einen Querschnitt durch die Seite eines Chargenmischers gemäß der Erfindung in einer Ansicht von oben darstellt.
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Detaillierte Beschreibung
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1 stellt einen Querschnitt durch die Mitte eines Chargenmischers 1 gemäß dem Stand der Technik, gesehen von der Vorderseite, dar.
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Chargenmischer 1 gemäß dem Stand der Technik existieren in verschiedensten Bauarten, jedoch sind gemeinsame Eigenschaften, dass ein Chargenmischer 1 eine Mischereinheit 5 umfasst, die Mischmittel 7 zum Mischen der in eine Mischwanne 2 eingebrachten Bestandteile enthält.
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In dieser Ausführungsform ist die Mischereinheit 5 über der Mischwanne 2 aufgehängt, jedoch kann in einer weiteren Ausführungsform die Mischereinheit 5 in der Mischwanne 2 angeordnet sein, beispielsweise in der Mitte der Wanne 2 platziert und beispielsweise auf der Bodenfläche der Wanne 2 abgestützt sein.
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In dieser Ausführungsform ist die Mischwanne 2 feststehend, jedoch kann in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die Wanne 2 auch drehend sein.
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In dieser Ausführungsform sind die Drehachse 16, 17 der Mischereinheit 5 und die Mittelachse der Mischwanne 2 alle vertikal, jedoch können in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung eine oder mehrere dieser Achsen relativ zur Vertikalen geneigt ausgeführt sein. So können in einer Ausführungsform alle diese Achsen 16, 17 beispielsweise 20° relativ zur Vertikalen geneigt sein, beispielsweise um sicherzustellen, dass die Schwerkraft die gemischte Vorsatzmischung in Richtung einer Entladungsöffnung 3 zieht, die am unteren Ende der Mischwanne 2 angeordnet ist.
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Die Mischmittel 7 umfassen üblicherweise einen oder mehrere Mischsterne 15, die sich nach unten in die Mischwanne 2 hinein erstrecken, wobei jeder der Mischsterne 15 sich um eine im Wesentlichen vertikale Mittelachse 16 jedes Sterns 15 dreht. In dieser Ausführungsform werden alle Mittelachsen 16 aller Mischsterne 15 auch um eine Mittelachse 17 der Mischereinheit 5 gedreht. Diese Bauart der Mischmittel bedingt, dass der äußere Umfang der Mischsterne 15 am äußeren Rand der Mischwanne 2 sich mit der Drehrichtung aller Sterne 15 um die Mittelachse 17 der Mischereinheit dreht und der innere Umfang der Mischsterne 15 sich gegen die Drehrichtung aller Sterne 15 um die Mittelachse 17 der Mischereinheit dreht.
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Da die Mischereinheit 5 üblicherweise koaxial in einer zylindrischen Mischwanne 2 angeordnet ist, ist die Mittelachse 17 der Mischereinheit 5 üblicherweise auch koaxial mit der Mittelachse der Mischwanne 2.
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In dieser Ausführungsform umfasst die Mischereinheit 5 nur zwei Mischsterne 15 und diese werden beide in dieselbe Richtung und mit derselben Geschwindigkeit gedreht, jedoch können in einer weiteren Ausführungsform ein oder mehrere der Sterne 15 sich in entgegengesetzte Richtungen drehen und/oder ein oder mehrere der Mischsterne 15 können sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen.
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Die Mischsterne 15 können auf viele verschiedene Weisen ausgeführt werden, wobei in dieser Ausführungsform jeder Mischstern 15 eine Zahl von Mischarmen 19 umfasst, die sich nach unten in Richtung des Bodens 4 der Mischwanne 2 erstrecken. Das untere Ende jedes Arms 19 ist mit einer Mischschaufel 20 ausgestattet, die dafür eingerichtet ist, das Material in der Mischwanne 2 vom Boden 4 der Wanne 2 anzuheben und durchzumischen.
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Dagegen können in einer weiteren Ausführungsform die Mischmittel 7 Folgendes umfassen: Mischstäbe, Mischpaddel, Mischketten, Quirle oder eine beliebige andere Vorrichtung oder Mittel oder eine beliebige Kombination aus diesen, die geeignet sind, um Vorsatzmischungen oder Bestandteile von Vorsatzmischungen in einer Mischwanne 2 zu mischen.
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Um sicherzustellen, dass alle Bestandteile in der Mischwanne 2 richtig gemischt werden, kann die Mischereinheit 5 des Chargenmischers 1 außerdem einen oder mehrerer Seitenkratzer 18 umfassen. In dieser Ausführungsform drehen sich die Seitenkratzer 18 nur um die Mittelachse 17 der Mischereinheit, um die Seite 21 und die Ecke 22 zwischen der Seite 21 und dem Boden 4 der Mischwanne 2 abzukratzen und das abgekratzte Material vor einen sich drehenden Mischstern 15 zu bringen, so dass das Material an den Seiten 21 der Wanne 2 ebenfalls in die Charge untergemischt werden kann.
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In dieser Ausführungsform werden alle sich drehenden Teile 7 der Mischereinheit 5 durch einen Mischereinheitantrieb 6 angetrieben, der in dieser Ausführungsform einen mittig angeordneten Motor 23 umfasst, der in diesem Fall elektrisch ist und der an eine Getriebeeinheit 24 gekoppelt ist, die in diesem Fall nicht im Detail dargestellt ist. Verschiedene Teile des Getriebes 24 sind ihrerseits mit den Mischsternen 15, den Seitenkratzern 18 und möglicherweise weiteren Mischvorrichtungen verbunden, derart, dass die Richtung und Geschwindigkeit der Bewegung der Mischmittel 7 durch das Getriebe 24 synchronisiert ist und durch das Getriebe 24 und den Motor 23 gesteuert wird.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die Mischereinheit 5 dagegen anders ausgebildet sein, wobei sie mehr als einen Motor 23 umfassen kann, sie keine oder mehr als eine Getriebeeinheit 24 umfassen kann, jeder Mischstern mit seinem eigenen individuellen Getriebe 24 und Motor 23 ausgestattet sein kann oder die Mischmittel 7 durch eine andere Energiequelle, wie etwa eine Verbrennungsmaschine, einen hydraulischen oder pneumatischen Motor, angetrieben werden können oder die Mischmittel 7 durch ein Antriebsmittel angetrieben werden können, das außerhalb des Chargenmischers 1 angeordnet ist.
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In dieser Ausführungsform gilt auch, dass die Mischwanne 2 mit vertikalen zylindrischen Seiten 21 ausgebildet ist, jedoch ist es in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung möglich, dass die Mischwanne 2 anders geformt ist, wie etwa quadratisch, rechteckig, oval oder anders, und die Seitenwände können anders als vertikal ausgebildet sein, wie etwa geneigt oder nicht gerade.
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In dieser Ausführungsform sind die Mischwanne 2 und die Mischereinheit 5 als zwei getrennte Teile ausgeführt. Sie sind jedoch mittels einer Zahl Trägerarme 8 verbunden, die sich zwischen der Mischereinheit 5 und dem oberen Rand 12 der Mischwanne 2 erstrecken. Die Hauptfunktion der Trägerarme 8 ist es, die Mischereinheit 5 über der feststehenden Mischwanne 2 zu tragen und aufzuhängen. Wenn jedoch die Mischereinheit 5 in Betrieb ist und die Mischschaufeln 20 und Seitenkratzer 18 durch das Material in der Mischwanne 2 gezogen werden, müssen die Trägerarme 8 auch ein erhebliches Drehmoment von der Mischereinheit 5 auf die Mischwanne 2 übertragen.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die Mischereinheit 5 innerhalb der Mischwanne 2 aufgehängt sein oder sie kann ihre eigene getrennte Trägereinrichtung umfassen oder die Mischwanne 2 und die Mischereinheit 5 können getrennt von einer gemeinsamen Trägereinrichtung getragen werden.
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2 zeigt den in 1 dargestellten Chargenmischer 1 in einer Ansicht von oben.
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In dieser Ausführungsform ist die Mischereinheit 5 mittels dreier im Wesentlichen gleichmäßig beabstandeter Trägerarme 8 über der Mischwanne 2 aufgehängt. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Mischer 1 jedoch zwei, drei, fünf, sechs oder mehr Trägerarme 8 umfassen und die Trägerarme 8 können anders beabstandet sein.
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Ein Chargenmischer 1 ist mit einer oder mehreren Entladungsöffnungen 3 am Boden 4 der Mischwanne 2 ausgestattet, also in der Bodenfläche oder in den Seiten 21 am Boden der Mischwanne 2. In dieser Ausführungsform ist die Mischwanne 2 mit nur einer Entladungsöffnung 3 ausgestattet, jedoch kann in einer weiteren Ausführungsform die Wanne 2 zwei, drei oder mehr Entladungsöffnungen 3 umfassen. Die Entladungsöffnung 3 ist mit einer verschiebbaren Türe ausgestattet, derart, dass wenn die Mischung – wie etwa eine Vorsatzmischung – in der Mischwanne 2 ausreichend gemischt ist, die Türe geöffnet wird und die Vorsatzmischung aus dem Mischer 1 durch die Entladungsöffnung 3 entleert wird.
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Die Vorsatzmischung ist jetzt fertig für den Einsatz und könnte direkt in einen wartenden Betonlaster entladen werden oder sie könnte auf irgendeine Art Transportsystem entladen werden, das die Vorsatzmischung an eine andere Stelle transportiert, beispielsweise zu einer Fabrik zur Herstellung von Pflastersteinen, oder in eine Vorsatzmischungsrutsche, ein Bevorratungssilo für Vorsatzmischungen oder eine ähnliche Vorrichtung.
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Zum Schutz einer Bedienperson des Mischers 1 davor, mit der Vorsatzmischung im Mischer 1 in Kontakt zu kommen oder mit den Mischmitteln 7 in Kontakt zu kommen und zum Schutz der Vorsatzmischung im Mischer 1 vor Fremdkörpern, um das Heraustreten von Staub und Vorsatzmischungsspritzern aus dem Mischer 1 zu verhindern und aus anderen Gründen sind die Öffnungen zwischen den Trägerarmen 8 in dieser Ausführungsform der Erfindung mit Türen 14 ausgestattet, die während des Mischvorgangs für die Vorsatzmischung geschlossen werden können. So gilt, dass in einer Ausführungsform die Türen 14 mit Sicherheitsschaltern (nicht dargestellt) ausgestattet sind, derart, dass der Mischer 1 nur dann arbeiten kann, wenn alle Türen 14 geschlossen sind. In 2 sind nur drei Türen 14 offenbart, so dass die Mischmittel 7 durch die anderen Öffnungen zu sehen sind, jedoch wären in einer voll funktionstüchtigen Ausführungsform eines Chargenmischers 1 alle Öffnungen durch irgendeine Art von Abdeckung vollständig abgedeckt.
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In dieser Ausführungsform ist eine Türe 14 mit einem Zementeinlass 9 ausgestattet und eine weitere Türe 14 ist mit einem Wassereinlass 10 ausgestattet und diese und/oder weitere Einlässe und/oder Auslässe können in diesen oder weiteren Türen 14 oder anderswo am Mischer 1 bereitgestellt sein.
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3 veranschaulicht einen Querschnitt durch die Mitte eines Chargenmischers 1 gemäß der Erfindung, gesehen von der Vorderseite.
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Bei Chargenmischern 1 des Stands der Technik wird das Wasser während des Mischvorgangs auf die obere Oberfläche der Mischung in der Mischwanne 2 herabgeschüttet, wohingegen in dieser Ausführungsform der Erfindung das Wasser in die Mischung in der Mischwanne 2 hineingesprüht wird, und dies mittels einer Zahl Wasserdüsen 13, die in der unteren Hälfte der Mischwanne 2 angeordnet sind.
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In dieser Ausführungsform der Erfindung sind die Wasserdüsen 13 alle in der Seitenwand 21 der Mischwanne 2 angeordnet, jedoch können in einer weiteren Ausführungsform alle Düsen 13 oder einige von ihnen im Boden 4 der Mischwanne 2 angeordnet sein.
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In dieser Ausführungsform der Erfindung ist die Seitenwand 21 in etwa 650 mm hoch und alle Düsen 13 sind in etwa 110 mm über dem Boden 4 der Mischwanne 2 angeordnet, was bedeutet, dass die Wasserdüsen sich bei etwa 17% der vollen Höhe der Seitenwand 21 über dem Boden 4 der Mischwanne 2 befinden. In einer weiteren Ausführungsform könne die Düsen 13 jedoch höher oder niedriger an der Seitenwand 21 platziert sein oder die Düsen können auf verschiedenen Höhen platziert sein, solange einige von ihnen in der unteren Hälfte der Mischwanne 2 platziert sind, so dass sichergestellt ist, dass Wasser zur Mischung in der Mischwanne 2 unterhalb der oberen Oberfläche der Mischung hinzugegeben werden kann.
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In dieser Ausführungsform der Erfindung wird der Chargenmischer 1 dazu verwendet Vorsatzmischungen zu mischen, die hauptsächlich dafür vorgesehen sind, für die obere Oberfläche einer Platte oder eines Pflastersteins verwendet zu werden, um eine Überbetonauflage zu bilden. Der Hauptunterschied zwischen Vorsatzmischungen und normalem Beton besteht darin, dass Vorsatzmischungen feinkörniger sind als normaler Beton da sie oftmals keinen Kies oder Steine enthalten und falls sie es doch tun, die Steine wesentlich kleiner sind als diejenigen, die für normalen Beton verwendet werden. Außerdem hat der für Vorsatzmischungen verwendete Sand oftmals eine feinkörnigere Qualität. Dies bedeutet, dass keiner der Bestandteile in Vorsatzmischungen eine Größe von mehr als 5 mm und vorzugsweise eine Größe von nicht mehr als 3 mm hat, wobei beispielsweise die Größe aller Bestandteile in Vorsatzmischungen zwischen 0 und 2 mm liegt.
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Darüber hinaus enthalten Vorsatzmischungen oftmals Färbemittel, für gewöhnlich in Form von oxidierten Metallen, wie etwa Chrom (grün), Kobalt (blau), Titan (weiß) und am gebräuchlichsten Eisen (rot, braun, orange, tanfarben, gelb, schwarz). Es können jedoch auch andere Färbemittel verwendet werden.
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Das Färbemittel ist für gewöhnlich ein Pulver in Form eines Farbstoffs, jedoch kann es auch Granulat oder eine Flüssigkeit sein.
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In einer Ausführungsform der Erfindung wird die Vorsatzmischung hergestellt, indem zuerst Betonzuschlag in die Mischwanne 2 zugegeben wird, wonach optional Färbemittel zugegeben und wenigstens teilweise unter den Betonzuschlag gemischt werden können. Zement und mögliche Zusatzstoffe werden hiernach zugegeben, und dies zusammen mit Wasser, das während die Mischung von den Mischmitteln 7 gemischt wird unterhalb der oberen Oberfläche der Mischung in die Mischung in der Mischwanne 2 hineingesprüht wird.
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Nachdem die Mischung ausreichend gemischt ist, kann sie durch die Entladungsöffnung 3 am Boden 4 der Wanne 2 aus der Mischwanne 2 entleert werden.
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Dagegen können in einer weiteren Ausführungsform die Bestandteile in einer anderen Reihenfolge zugegeben werden und ein oder mehrere Bestandteile können weggelassen werden – mit Ausnahme von Zement – oder es können weitere Bestandteile zugegeben werden.
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Sobald die Mischwanne 2 entleert ist, kann vorzugsweise Wasser erneut kurz durch die Düsen 13 geführt werden, um die Düsen 13 zu reinigen und das Risiko von unerwünschten Materialanhäufungen in den Düsen 13 und einem möglichen Verstopfen zu verringern.
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Zur Steuerung des Wasserdurchflusses durch die Düsen 13 können die Düsen 13 oder die Zuleitung, die die Düsen 13 versorgt, mit Folgendem ausgestattet sein: einem Stromventil, einem Rückschlagventil, Kugelventil und/oder anderen Ventilen oder Mitteln zur Flusssteuerung, die automatisch oder manuell betrieben werden können.
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Falls beispielsweise die Mischwanne 2 Wasserdüsen 13 umfasst, die auf verschiedenen Höhen angebracht sind, könnten nur die unteren Düsen 13 geöffnet werden, falls eine kleine Charge gemischt wird, wohingegen alle Düsen 13 geöffnet werden könnten, falls die volle Kapazität des Mischers 1 verwendet wird.
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4 zeigt eine vereinfachte Ansicht des in 3 dargestellten Chargenmischers 1 in einer Ansicht von oben.
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In dieser Ausführungsform der Erfindung ist die Mischwanne 2 mit vier Wasserdüsen 13 ausgestattet und die Düsen 13 sind gleichmäßig entlang des Umfangs der Mischwanne 2 verteilt. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Mischer 1 dagegen eine andere Zahl Düsen 13 umfassen, wie etwa eine, zwei, drei, fünf, sechs oder mehr, und die Düsen können anders angeordnet sein, so können sie in Paaren angeordnet sein, beispielsweise zur Redundanz, oder ihre Position kann relativ zu einer asymmetrischen Mischereinheit 5 optimiert sein.
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5 stellt einen Querschnitt durch die Seite 21 eines Chargenmischers 1 gemäß der Erfindung in einer Ansicht von oben dar.
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In dieser Ausführungsform der Erfindung ist das vordere Ende 11 der Wasserdüse 13 im Wesentlichen bündig mit der innenseitigen Oberfläche der Mischwanne 2 ausgeführt, und dies hauptsächlich, um Materialanhäufungen vor dem vorderen Ende 11 der Wasserdüse 13 oder um diese herum zu vermeiden.
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In einer weiteren Ausführungsform kann das vordere Ende 11 der Wasserdüse 13 dagegen leicht aus dem Loch in der Mischwanne 2 herausragen oder es kann relativ zur innenseitigen Oberfläche der Mischwanne 2 leicht zurückgezogen angeordnet sein.
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Wie bereits zuvor erläutert, sind die innenseitigen Oberflächen der Mischwanne 2 für gewöhnlich Verschleißteile aufgrund des intensiven Abriebs, der durch die fortwährend bewegte Mischung in der Wanne 2 verursacht wird. Daher sind in dieser Ausführungsform der Erfindung die innenseitigen Oberflächen der Seiten 21 und des Bodens 4 wenigstens teilweise mit austauschbaren Abnutzungsplatten 26 ausgestattet.
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In dieser Ausführungsform der Erfindung ist die Wasserdüse 13 als ein getrenntes Teil ausgebildet, jedoch kann in einer weiteren Ausführungsform die Wasserdüse 13 integral mit den Seiten 21 und/oder dem Boden 4 der Mischwanne 2 ausgebildet sein, wobei die Düsen 13 als ein Loch in der Seitenwand 21 und/oder dem Boden 4 der Mischwanne 4 ausgebildet sein können und/oder sie durch Löcher in den Abnutzungsplatten 26 ausgebildet sein können.
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In dieser Ausführungsform der Erfindung ist die Düse 13 aus gehärtetem Stahl hergestellt, um die Lebensdauer der Düse 13 weiter zu erhöhen, jedoch können in einer weiteren Ausführungsform die Düsen 13 aus einem anderen Metall, aus einem Kunststoff- oder Gummimaterial oder aus Keramik hergestellt sein oder sie können aus einem beliebigen anderen Material oder einer Kombination von Materialien hergestellt sein, die dazu geeignet sind, Düsen 13 für Chargenmischer 1 herzustellen.
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In dieser Ausführungsform der Erfindung ist die Düse 13 zylindrisch geformt und die Außenfläche ist mit einem Gewinde versehen, wodurch die Düse 13 derart mit einem Eindring-Einstellmittel 25 versehen wird, dass durch das Platzieren der außen mit einem Gewinde versehenen Düse 13 in einem entsprechenden innen mit einem Gewinde versehenen Loch die Position des vorderen Endes 22 der Wasserdüse 13 einstellbar ist, beispielsweise entsprechend dem Verschleiß (und damit der Dicke) der Abnutzungsplatten 26 und einfach durch Drehen der Düse 13. Zum Fixieren der Position der Düse 13 im Loch ist die Düse 13 in dieser Ausführungsform auch mit einer Kontermutter ausgestattet.
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Jedoch kann in einer weiteren Ausführungsform das Eindring-Einstellmittel 25 selbstverständlich anders ausgebildet sein, beispielsweise unter Verwendung von Reibung oder dedizierten Einstell-Passteilen.
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Zur leichten Erhöhung des Wasserdrucks durch die Düse 13 hindurch wird in dieser Ausführungsform die Eintrittsöffnung 27 in der Düse 13 etwas größer ausgeführt als die Wasseraustrittsöffnung 28, jedoch können in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die Öffnungen 27, 28 im Wesentlichen gleich sein oder die Austrittsöffnung 28 kann größer sein als die Eintrittsöffnung 27.
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In dieser Ausführungsform ist die Düse 13 mit nur einer Eintrittsöffnung 27 und nur einer Austrittsöffnung 28 ausgestattet, jedoch können in einer weiteren Ausführungsform mehr Eintrittsöffnungen 27 oder insbesondere mehr Austrittsöffnungen 28 vorgesehen sein, beispielsweise zur Erhöhung des Drucks an den einzelnen Austrittsöffnungen 28 und/oder zur Verringerung des Verstopfungsrisikos und für ein effizienteres Untermischen des Wassers in die Mischung hinein.
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In dieser Ausführungsform der Erfindung 28 ist die Austrittsöffnung 28 konisch ausgebildet, so dass der Durchmesser der Austrittsöffnung 28 in der Nähe des vorderen Endes 22 der Düse 13 vergrößert ist, jedoch kann in einer weiteren Ausführungsform der Durchmesser der Austrittsöffnung 28 konstant sein oder der Durchmesser kann sich verringern, beispielsweise zur Erhöhung des Wasserdrucks.
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Die Erfindung wurde im Vorangehenden mit Bezug auf bestimmte Beispiele für Chargenmischer 1, Mischereinheiten 5, Wasserdüsen 13 und Anderes beispielhaft beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung nicht auf die speziellen Beispiele eingeschränkt ist, die obenstehend beschrieben sind, sondern dass sie innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung, wie dieser in den Ansprüchen festgelegt ist, in einer Vielzahl von Abwandlungen ausgeführt und abgewandelt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Chargenmischer
- 2
- Mischwanne
- 3
- Entladungsöffnung
- 4
- Boden der Mischwanne
- 5
- Mischereinheit
- 6
- Mischereinheitantrieb
- 7
- Mischmittel
- 8
- Trägerarme
- 9
- Zementeinlass
- 10
- Wassereinlass
- 11
- Vorderes Ende der Wasserdüse
- 12
- Oberer Rand der Mischwanne
- 13
- Wasserdüse
- 14
- Türe
- 15
- Mischstern
- 16
- Mittelachse eines Mischsterns
- 17
- Mittelachse der Mischereinheit
- 18
- Seitenkratzer
- 19
- Mischarm
- 20
- Mischschaufel
- 21
- Seite der Mischwanne
- 22
- Ecke zwischen Seite und Boden der Mischwanne
- 23
- Motor
- 24
- Getriebeeinheit
- 25
- Eindring-Einstellmittel
- 26
- Abnutzungsplatte
- 27
- Eintrittsöffnung
- 28
- Austrittsöffnung
