DE19710935A1

DE19710935A1 - Beschickungsmechanismen für Betonmischanlagen

Info

Publication number: DE19710935A1
Application number: DE1997110935
Authority: DE
Inventors: Klaus H Wollenick; Sylvio Dipl Ing Simon; Ingo Rettig
Original assignee: WOLLENICK KLAUS H DOZ DR ING H
Current assignee: WOLLENICK KLAUS H DOZ DR ING H
Priority date: 1997-03-15
Filing date: 1997-03-15
Publication date: 1998-09-17

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Beschickung von diskontinuierlich arbeitenden Anlagen, insbesondere Betonmischanlagen.

Stand der Technik

Beton wird überwiegend in stationären Betonmischanlagen /1/ hergestellt und dann zur Einbaustelle transportiert (Transportbeton). Dabei dominieren für den Transport des Betons Transportbetonmischer, die entsprechend der DIN 1045 /2/ auch als selbständige Mischer agieren können. Wird dieser gemischte Beton zur Weiterverarbeitung mit Transportmischern transportiert, könnte die Mischung des Betons auch im Fahrzeug erfolgen. Unbestritten ist ein Nachmischeffekt des Transportbetonmischers, der auch zum Zumischen von Zusatzmitteln direkt an der Einbaustelle genutzt wird /3/.

Für den fahrzeuggemischten Beton wäre nach DIN 1045 allein nur das Dosieren der Zuschläge ausreichend, wenn diese danach mindestens 50 Umdrehungen im Transportmischer gemischt werden.

Nachteile des Standes der Technik

Die auf dem Markt angebotenen Betonmischanlagen verkörpern in ihren Ausführungen einen hohen Stand der Technik. Alle Mischanlagen sind so ausgelegt, daß sie die DIN 1045 mit einer Mindestmischzeit von 30 s für werkgemischten Beton erfüllen. Im Rahmen der Anpassung der Europäischen Normen ist eine Überarbeitung der DIN 1045 zu erwarten. Dazu wird nach Auskunft des Normenausschusses Bauwesen im DIN die Mindestmischzeit von 30 s durch eine Qualitätsforderung ersetzt. In ähnlicher Weise äußerte sich auch der Verein deutscher Zementwerke e.V. auf eine Anfrage. Die DIN V ENV 206 enthält bereits keine zeitlichen Angaben mehr über eine Mindestmischdauer. Sowohl durch die DIN 1045 als auch durch die DIN V ENV 206 wird eine in zwei Zeitphasen ablaufende Betonherstellung nicht verneint. Diese Zweiphasenmischung wird zuerst in der Betonmischanlage gemischt (Zeitraum ca. 15-20 s) und später im Transportbetonmischer, unter Ausnutzung des vorhandenen Nachmischeffektes, fertiggemischt.

Leider gestatten die heutigen Betonmischanlagen keine rationelle Herstellung solcher Zweiphasenmischungen. Das kürzere Mischen bringt keine deutliche Kapazitätssteigerung der Mischanlage. Der Mischer muß bei vorhandenen Anlagen ständig auf den Beschicker warten. Die Beschickungsmechanismen erlauben keine Kapazitätssteigerung der Mischanlage, da ihre technischen Möglichkeiten, z. B. die Aufzugsgeschwindigkeit ausgeschöpft sind. Für den Mischanlagenbetreiber ergibt sich daher kein wirtschaftlicher Anreiz, verkürzt gemischten Beton für Transportbetonmischer zur Verfügung zu stellen.

Aufgabe der Erfindung

Durch die vorgestellten Beschickungsmechanismen wird der effektive Betrieb einer Betonmischanlage unter Ausnutzung des zeitlichen Vorteils der Zweiphasenmischung ermöglicht. Dabei soll die Kapazität einer Betonmischanlage erhöht werden.

Diese Aufgabe wird durch Vorrichtungen mit den Merkmalen des Anspruch 1, 7 und 10 gelöst.

Vorteile der Erfindung

- Die aufgeführten Beschickungsmechanismen besitzen eine deutlich höhere Beförderungsgeschwindigkeit als Kübelaufzüge. Die Beschickungszeit (Beschicker auf, Beschicker ab laut Spielzeitdiagramm) kann reduziert werden.
- Eine verkürzte Beschickungszeit ermöglicht ein verkürztes Mischerspiel.
- Diese Mischspielverkürzung führt zu einer Steigerung der Kapazität der Betonmischanlage durch Reduzierung der Pausenzeit oder/und der Reduzierung der Mischzeit (Zweiphasenmischung) oder/und der Reduzierung der Entleerungszeit (Verwendung eines Austragsystems für Frischbeton /4/) (Abb. 2).
- Diese Kapazitätssteigerung kann ohne Änderung der vorhandenen Dosier- und Mischtechnik erfolgen.
- Die Mischanlage kann sowohl mit üblicher Mischdauer als auch mit verkürzter Mischdauer betrieben werden.
- Die Investitionskosten sind deutlich geringer als z. B. bei einem Stetigförderer, der auch einen verkürzten Mischbetrieb mit annähernd gleichen technischen Parametern ermöglichen würde.
- Der Verschleiß der Transportkübel durch das Schüttgut ist gering.
- Im Gegensatz zu einem Stetigförderer ist die Transport- und Entleerzeit der dosierten Zuschläge für eine Charge gering. Zwischensilos, z. B. vor dem Mischer; für das kurzzeitige Aufnehmen der dosierten Zuschlagstoffe werden nicht benötigt.

Ausführungsbeschreibungen der Erfindung

Wie bereits herausgestellt, ist der Beschickungsmechanismus, meist ein Kübelaufzug, das Hauptproblem für eine erweiterte Nutzung der Betonmischanlage. Der Einsatz eines anderen Beschickungsmechanismus trägt also zur Verkürzung der Beschickungszeit und damit zur Steigerung der Betonmischanlagenleistung bei. Bekannte Fördermechanismen aus der Gruppe der Stetigförderer (Gurtförderer, Wellkantengurtförderer, Becherwerke) wären zwar prinzipiell für die Beschickung des Mischer geeignet, doch erfordern sie einen hohen Investitions- und Unterhaltungsaufwand. Meist sind zusätzlich noch Anbauten wie Zwischensilos an der Betonmischanlage erforderlich.

Alternative Prinzipien aus der Gruppe der Unstetigförderer bieten hier interessante Lösungsansätze.

Folgende Beschickungsmechanismen kommen daher als Lösungsprinzipien für die Beschickung von Mischanlagen in Betracht:

Prinzip 1: Antrieb des Kübels durch Hydraulikzylinder, bzw. durch Hydraulikzylinder mit Seil- oder Kettenübersetzung (Abb. 4, 5, 6),
Prinzip 2: Hub- bzw. Scherenhubtisch mit Kübelkippmechanismus (Abb. 7),
Prinzip 3: Viergelenkmechanismus (Abb. 8).

Hubbewegung des Kübels durch Hydraulikzylinder (Abb. 4)

Der Beschickerkübel (1) wird durch zwei, seitlich am Kübel befestigte Teleskopzylinder (2) bewegt. Die Führung des Beschickerkübels erfolgt dabei durch am Kübel angebrachte Rollen (3) in den üblichen Führungsbahnen (4). Für Führungsbahnen eignet sich besonders U-Profil. Bei den Teleskopzylindern handelt es sich um 2- bis 3-stufige Aufzugsheber, die aufgrund der Abstützung des Beschickerkübels auf den Führungsbahnen nicht auf Knickung beansprucht werden. Je nach erforderlicher Hubhöhe werden die Aufzugsheber oberirdisch bzw. versenkt eingebaut. Mit handelsüblichen Aufzugskomponenten können so Aufzugsgeschwindigkeiten von bis zu 1 m/s erreicht werden /5/. Die Kübelentleerung erfolgt vorzugsweise durch eine selbsttätig öffnende Bodenklappe (5).

Hubbewegung des Kübels durch Hydraulikzylinder (Abb. 5)

Der Beschickerkübel (1) wird durch einem am Kübelgestell (2) befestigte Teleskopzylinder (3) bewegt. Die Führung des Kübels erfolgt durch den Teleskopzylinder. Durch die symmetrische Gestaltung des Kübels wird die Knickbelastung des Teleskopzylinders weitgehend vermieden. Ein Kippzylinder (4), der gelenkig mit Kübelgestell und Kübel verbunden ist, realisiert die Kübelentleerung durch Kippen. Dabei wird bei der Kippbewegung die Entleerklappe (5) durch ihr Eigengewicht weggeschwenkt. In senkrechter Stellung des Kübels sichert der Verriegelungsmechanismus (6) die Entleerklappe. Zum Schutz des Teleskopzylinders ist ein Faltenbalg (7) eingebaut. Er dient gleichzeitig als Führung für den spiralförmig um den Teleskopzylinder gewickelten Hydraulikschlauch (8) des Kippzylinders.

Hubbewegung des Kübels durch Hydraulikzylinder mit Seil- oder Kettenübersetzung (Abb. 6)

Die Aufzugsbewegung wird auch hierbei durch zwei einfachwirkende Teleskopzylinder (1) erzeugt. Im Gegensatz zum oben beschriebenen Wirkprinzip (Abb. 4) ist hierbei der Beschickerkübel nicht direkt mit den Zylinder verbunden. Der Beschickerkübel (2) ist direkt mit den Zugseilen oder Ketten (3) verbunden, welche über Seilrollen bzw. Kettenräder (4) am Hubzylinder laufen. Durch diese Seilübersetzung kann eine doppelt so große Aufzugsgeschwindigkeit wie im oben beschriebenen Beschickungsmechanismus erreicht werden. Bedingt durch das Funktionsprinzip dieses Antriebes, können die Aufzugsheber oberirdisch angeordnet werden. Auch bei dieser Ausführung werden die Aufzugsheber nicht auf Knickung beansprucht. Die Kübelentleerung erfolgt auch hier vorzugsweise durch eine selbsttätig öffnende Bodenklappe (5).

Scherenhubtisch mit Kübelkippmechanismus (Abb. 7)

Die Aufwärtsbewegung des Kübels (1) wird hier durch seitlich am Kübelgestell (2) angebrachte Scheren (3) erzeugt, die hydraulisch oder mechanisch verstellt werden. Dabei kann der Antrieb je nach Anlagengröße zwischen (ein Antrieb) oder seitlich (zwei Antriebe) neben den Scheren angeordnet sein. Beim hydraulischen Antrieb werden doppelt wirkende Zylinder (4) verwendet, um neben dem schnellen Zurückholen des Kübels ein gefühlvolles Abbremsen des Kübels in der oberen Position, durch Drosselung des verdrängten Ölstromes zu realisieren. In der Kippkübelausführung sorgt der auf dem Kübelgestell angebrachte Kippzylinder (5) für die schnelle Entleerung des Kippkübels. Bei häufig schlechtfließenden Zuschlägen kann er notwendigen Vibratoren ersetzen. Zur Entleerung öffnet sich die Entleerklappe (6) durch ihr Eigengewicht beim Kippen des Kübels. In der senkrechten Kübelstellung hält der Verriegelungsmechanismus (7) die Entleerklappe verschlossen.

Viergelenkmechanismus (Abb. 8)

Für die Führung und Bewegung des Kübels (1) werden zwei Viergelenkmechanismen (2) verwendet, die durch zwei doppelt wirkende Hydraulikzylinder (3) angetrieben werden. Auch hierbei kann durch Drosselung des verdrängten Ölstromes eine schnelle und exakte Positionierung erreicht werden. Die Kübelentleerung erfolgt vorzugsweise durch Kippen. Dazu ist zwischen dem Kübelgestell (4) und dem Kübel ein Kippzylinder (5) gelenkig befestigt. Die Entleerklappe (6) öffnet sich durch Kippen selbsttätig und wird bei senkrechter Kübelstellung durch den Verriegelungsmechanismus (7) gesichert.

Literatur

/1/ Wollenick, K.; Simon, S.; Automatisierung und Robotereinsatz im Bauwesen - eine Studie; BMT Baumaschine+Bautechnik; Bauverlag Wiesbaden; Nr. 5/95, S. 75-81
/2/ DIN 1045 Ausgabe

7

/88, Beuth-Verlag
/3/ Riker, R.; Maschinentechnik im Betonbau; Ernst und Sohn Verlag Berlin; 1. Auflage 1996; S. 275-277
/4/ Neuschütz, D.; Austragsysteme für Mischernachbehälter; Schüttgut; Trans Tech Publications Clausthal-Zellerfeld; Jahrgang 1 (1995); Nr.1; S. 119-124
/5/ Firmenschriften zu Aufzugsanlagen der Fa. ALGI Alfred Giehl GmbH & Co. KG, Eltville

Claims

1. Vorrichtung zum Befördern von Gütern nach Prinzip 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubbewegung durch einen Fluidzylinder erzeugt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidzylinder nicht auf Knickung beansprucht werden, da der Kübel entlang seiner Bewegungsbahn geführt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Hubbewegung durch Seilübersetzung erhöht wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kübel in einem Schienenpaar geführt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kübel entlang seiner Bewegungsbahn nicht geführt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für das Transportgefäß eine Entleereinrichtung mitgeführt wird.

7. Vorrichtung zum Befördern von Gütern nach Prinzip 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubbewegung durch Hebelübersetzung (Scheren) erzeugt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb durch Fluidzylinder oder Bewegungsgewinde erfolgen kann.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß für das Transportgefäß eine Entleereinrichtung mitgeführt wird.

10. Vorrichtung zum Befördern von Gütern nach Prinzip 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubbewegung durch ein Viergelenkgetriebe erzeugt wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Viergelenks durch einen Fluidzylinder erfolgt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß für das Transportgefäß eine Entleereinrichtung mitgeführt wird.