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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung des Verdichtungsdruckes
von plastisch-körnigen oder schlammartigen Medien, insbesondere Beton, während des
Einfüllens in Schalungen od. dgl. mittels eines in das Medium zu tauchenden, aus
weichelastischem Material bestehenden und mit einem Anzeigegerät verbundenen Druckfühlers.
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Druckmeßgeräte werden hauptsächlich für gasförmige, flüssige oder
auch zähflüssige Medien verwendet. Bekannt sind auch solche Druckmeßgeräte, welche
mit fiüssigkeitsgefüllten, rohrförmigen oder schlauchartigen Druckfühlern arbeiten.
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Ferner werden Druckfühler verwendet, die aus dünnen Metallfolien
oder elastischem Gummi od. dgl. bestehen. Diese Druckfühler sind jedoch für plastischkörnige
oder schlammartige Medien ungeeignet, da sie beim Einsatz in festen Stoffen deformiert
werden und dadurch schon nach kurzer Einsatzzeit unbrauchbar werden oder falsche
Meßergebnisse liefern.
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Auch besitzen die bisher bekanntgewordenen Druckübertrager verhältnismäßig
kurze Druckfühler und werden dementsprechend nur als Einbaugeräte für Druckmessungen
in Behältern oder Rohrleitungen verwendet.
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Die nachstehend beschriebene Erfindung setzt sich zur Aufgabe, die
Messung des Verdichtungsdruckes von plastisch-körnigen oder auch schlammartigen
Medien z. B. Beton, während des Einfüllens in Schalungen durchzuführen.
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Ferner soll die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Druckmessung während
der Verdichtung des Mediums mittels Vibratoren ermöglichen, um an Hand der angezeigten
Druckwerte den Verdichtungsgrad der noch plastischen Masse, beispielsweise Beton,
in der Schalung jederzeit feststellen zu können.
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Die Kenntnis des Verdichtungsgrades ist von großer Wichtigkeit, weil
beispielsweise zu langes Rütteln des Betons zur Entmischung desselben führt, d.
h. zur Trennung der einzelnen Korngrößen untereinander. Andererseits kann zu langes
Rütteln einen zu hohen Verdichtungsgrad bewirken, wobei der Druck des hochverdichteten
Betons auf die Schalungswandung einwirkt und diese gefährdet.
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Zur Lösung der Aufgabe wird eine Vorrichtung (Druckfühler) zur Druckmessung
vorgeschlagen, die entweder ortsbeweglich und von Hand bedienbar oder fest bzw.
flexibel mit einem Rüttelgerät, z. B. Tauchrüttler, gekoppelt ist und mit der ohne
besondere Vorkehrungen Druckmessungen an jeder beliebigen Stelle einer eingebrachten
Schüttung von Beton od. ä. Massen durchgeführt werden können.
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Dazu steht bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ein an sich bekannter,
auf beiden Seiten offener, schlauchartig ausgebildeter Druckfühler aus weichelastischem
Material über ein Übertragungsrohr und einen Meßkopf mit einem Anzeigegerät in Verbindung
wobei die Wandstärke des Druckfühlers durch in Längsrichtung verlaufende, innen
und/oder außen angeordnete Vertiefungen verringert ist, wobei in dem Schlauchteil
des Druckfühlers ein mit seinen Längskanten in den inneren Vertiefungen anliegender
druckfester Stützkörper als Profilkern vorgesehen ist, der den Innen raum des Schlauchteiles
in I Kammern unterteilt, die untereinander durch im Stützkörper vorgesehene Längs-
und Querkanäle in Verbindung stehen und den Verdrängungsraum für das Druckübertragungsmittel
bilden und wobei das Schlauchteil an seinen oberen und unteren Enden je ein das
Schlauchteil
nach außen flüssigkeits- und druckdicht abschließendes stabiles Kopf- bzw. Fußteil
aufweist.
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Die achsparallelen Vertiefungen erstrecken sich nicht über die ganze
Länge des Schlauchstückes, damit die Abdichtung desselben an beinen beiden Enden
nicht erschwert wird. Sie haben die Aufgabe, die Elastizität bzw. die Nachgiebigkeit
der Schlauchwandung zu erhöhen, um dadurch die Meßempfindlichkeit zu vergrößern.
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Das Schlauchstück umschließt einen mit seinen Längskanten in den
inneren Vertiefungen des Schlauchstückes anliegenden druckfesten Profilkern als
Stützkörper, der den Innenraum des Schlauchstückes in Kammern unterteilt, die untereinander
durch im Stützkörper vorgesehene Längs- und Querkanäle in Verbindung stehen und
den Verdrängungsraum für das Druckübertragungsmittel bilden.
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Das Schlauchteil ist an seinem unteren Ende von einer als Doppelkonus
ausgebildeten Gewindeverschraubung flüssigkeitsdicht und druckfest verschlossen.
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Eine ebenfalls doppelkonisch ausgebildete Gewindeverschraubung am
oberen Ende des Schlauchstückes wirkt als Verbindungselement zwischen dem Schlauchstück
und dem hier ansetzenden Übertragungsrohr.
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Die doppelkonischen Kopf- bzw. Fußstücke haben einen wesentlich größeren
Durchmesser als das Schlauchstück. Damit soll vor allem erreicht werden, daß während
des Eintauchens oder auch Herausziehens des Druckfühlers in das bzw. aus dem Verdichtungsmedium
der Ein- oder Austrittskanal so erweitert wird, daß eine schädliche Reibung oder
Verletzung des weichelastischen, im Durchmesser kleineren Schlauchteiles vermieden
wird.
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Für die Meßgenauigkeit ist es wichtig, daß Lufteinschlüsse im Meßgerät
vermieden werden, da andernfalls eine unrichtige Druckanzeige entstehen könnte.
Damit dieses sicher verhindert wird, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung
die Spitze des unteren Doppelkonus als lösbare Schraube ausgebildet, so daß es möglich
ist, durch die Längsbohrung im Profilkern die Übertragungsflüssigkeit von unten
nach oben langsam ansteigend in das Druckmeßgerät einzubringen. Die verdrängte Luft
kann dabei über das im Bereich des Anzeigegerätes an dem Übertragungsrohr angeordnete
Korrektur- und Entlüftungsgerät entweichen.
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Um geringfügige Abweichungen in der Elastizität des Schlauchteiles
etwa durch unterschiedliche Wanddicken oder -qualitäten ausgleichen zu können und
damit die Eichung zu erleichtern, wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung
mittels einer gegen Flüssigkeitsverlust abgedichteten Stellschraube eine Volumenänderung
des von der Übertragungsflüssigkeit eingenommenen Raumes derart vorgenommen, daß
die Stellschraube gegen eine Gummitülle drückt und dadurch den Verdrängungsraum
für die Übertragungsflüssigkeit sowie das Manometer beeinflußt.
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Die Stellschraube kann zusätzlich gegen Verdrehen gesichert werden.
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Die zwischen Druckfühler und dem Manometer angeordnete Rohrleitung
darf eine angemessene Länge nicht überschreiten, um die Handlichkeit des Gerätes
nicht zu beeinträchtigen. Damit andererseits das Gerät auch in höheren und engen
Schalungen eingesetzt und in das Schüttgut tief genug eingetaucht werden kann, ist
erfindungsgemäß parallel zur Rohrleitung eine Verlängerungsschiene vorgesehen, an
der der
Meßkopf höhenverstellbar befestigt ist. Die Rohrleitung
wird in einem mit der Verlängerungsschiene verbundenen Gleitstück geführt. Die Verlängerungsschiene
kann mit einer Maßeinteilung versehen sein, welche es ermöglicht, die Eintauchtiefe
des Druckfühlers abzulesen oder eine bestimmte Eintauchtiefe an der Skala zu fixieren.
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Damit die Rohrleitung und die Verlängerungsschiene sich nicht gegeneinander
verwinden, ist nach einem weiteren Erfindungsmerkmal die Verlängerungsschiene in
Längsrichtung mit einer beliebig geformten Fläche oder Nut versehen, die gleichzeitig
auch der Feststellung mittels einer Feststellschraube am Meßkopf dient.
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An Stelle einer starren Verlängerungsschiene kann auch eine ineinander
zusammenschiebbare Schiene oder ein Teleskoprohr vorgesehen spin.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es möglich, den Druckfühler
direkt mit einem Rüttelgerät, z. B. einem Tauchrüttler, zu koppeln. Der Druckfühler
wird mit der Rüttelflasche fest verbunden, vorteilhafter Weise so, daß hierbei der
Druckfühler zwangläufig etwas tiefer in das Medium eintaucht als die Rüttelflasche
des Vibrators. Das Manometer kann am Zuführungsschlauch des Rüttelgerätes befestigt
sein oder aber auch vom Bedienungsmann des Rüttelgerätes umgehängt werden. Diese
Anordnung hätte den Vorteil, daß dadurch eine Person für die Druckmessung eingespart
werden kann.
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Die vorliegende Erfindung ist an einem zeichnerisch dargestellten
Ausführungsbeispiel beschrieben. Es zeigt A b b. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung
in Gesamtansicht, A b b. 2 die Ausbildung des Druckfühlers nach der Erfindung in
Ansicht, A b b. 3 das Fußstück des Druckfühlers nach A b b. 2 im Längsschnitt, A
b b. 4 ein Stück des Schlauchteiles des Druckfühlers im Längsschnitt, A b b. 5 zwei
Ausbildungsformen des in dem Schlauchstück angeordneten Stützkörpers im Querschnitt,
A b b. 6 den Meßkopf im Teilschnitt sowie denselben in Aussicht von oben.
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Wie in A b b. 1 dargestellt, ist ein Druckfühler 1 an einem Übertragungsrohr
12 befestigt, welches in einem Meßkopf 16, an dem ein Manometer 24 angeschlossen
ist, dichtend verschraubt ist. Parallel zum Übertragungsrohr 12 ist eine Verlängerungsschiene
14 angeordnet, in deren unterem Bereich ein Gleitstück 13 zur Führung des Übertragungsrohres
12 angeordnet ist. Die Verlängerungsschiene 14 wird in ihrem oberen Bereich mittels
einer Feststellschraube 23 in dem Meßkopf 16 gehalten. Zur besseren Ablesung der
Meßdaten ist über dem Manometer 24 ein Beleuchtungskörper 34 angeordnet, der in
einer an der Verlängerungsschiene 14 befestigten Haltevorrichtung 33 eingebaut ist.
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Der Druckfühler 1 besteht aus einem weichelastischen Schlauchstück
2 bzw. 2 a, das an seinem unteren Ende von einem doppelkonisch ausgebildeten Fußstück
7, 7 a druckfest und flüssigkeitsdicht abgeschlossen wird. Das obere Ende des Schlauchstückes
2 bzw.
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2 a mündet in ein ebenfalls doppelkonisch ausgebildetes Kopfstück8,
8 a, das auch das Übertragungsrohr 12 aufnimmt (Ab b. 2).
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Das Schlauchstück 2 bzw. 2 a umschließt einen
Profilkern 4, der einen
drei- oder viereckigen Querschnitt aufweist, wobei seine Längskanten an den inneren
Vertiefungen 3 des Schlauchstückes 2 bzw. 2 a derart anliegen, daß zwischen den
Mantelflächen des Profilkernes 4 und der Innenwandung des Schlauchstückes 2 bzw.
2a Kammern 5 gebildet werden. Diese Kammern sind untereinander durch Längs- 7b und
Querkanäle 6 verbunden (A b b. 4 und 5).
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Der Profilkern 4 setzt sich an seinem unteren Ende in einem Gewindezapfen
9 fort, auf dem der doppelkonische Fußkörper 7 aufgeschraubt ist, durch dessen Oberteil7a
das untere Ende des Schlauchstückes 2 bzw. 2 a dichtend an das konisch geformte
Ende des Profilkörpers 4 gepreßt wird (Ab b. 3).
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Das obere Ende des Übertragungsrohres 12 mündet in den Meßkopf 16
und ist dort unter Zwischenschaltung einer Dichtung 17 eingeschraubt.
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Innerhalb des Meßkopfes wird die Druckflüssigkeit über eine Bohrung
an das Manometer 24 herangeleitet, welches mit einem Gewindestutzen in dem Meßkopf
dichtend eingeschraubt ist.
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Zur Sicherung gegen unbeabsichtigte Stöße ist das Manometer 24 von
einem Schutzbügel 29 umgeben, der mittels Befestigungsschrauben 30 an dem Meßkopf
16 befestigt ist.
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Um Abweichungen in der Druckanzeigung, beispielsweise infolge kleiner
Lufteinschlüsse innerhalb des Übertragungsrohres 12 oder infolge unterschiedlicher
Wanddicken des Schlauchteiles 2, 2 a ausgleichen zu können, ist im Meßkopf 16 eine
Korrektureinrichtung 18 vorgesehen, die aus einer gegen Flüssigkeitsverlust abgedichteten
Stellschraube 20 besteht, welche gegen eine Gummitülle 19 drückt und über den Verdrängungsraum
22 den Flüssigkeitsdruck und damit auch das Manometer 24 beeinflußt.
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Abweichungen in der Druckanzeige können auch infolge der Temperaturdifferenzen
zwischen der Luft-Außentemperatur und der Schüttgut-Temperatur entstehen. Um derartige
Fehlanzeigen auszuschalten, wird vorgeschlagen, die Ableseskala des Manometers beliebig
einstellbar zur Zeigerstellung anzuordnen.
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Zur Erreichung der tatsächlichen Druckwerte bei erhöhter Außentemperatur
wird der Druckfühler 1 bis zum eingestellten Gleitstück 13 zwecks Abkühlung in das
Schüttgut eingetaucht und nach kurzer Zeit wieder herausgezogen. Dann wird die Manometerskala
28 mit dem Nullpunkt auf dem Manometeranzeiger 24 a verglichen bzw. eingestellt.
Anschließend erfolgt die Druckmessung, welche jetzt den temperaturkorrigierten Wert
anzeigt.
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Die Manometerskala ist als federnde tellerförmige Ringscheibe 28
ausgebildet und findet oberhalb der Glasscheibe 27 des Manometers durch die entsprechende
übergreifende Form der Manometergehäuse-Ringwulst 26 den erforderlichen Halt. Die
nach außen gerichtete Federwirkung der Manometerskala verhindert dabei eine selbsttätige
Verstellung.