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Die Vorrichtung enthält einen Mischerbehälter, dem zumindest Sand- und Zement als feste Ausgangsstoffe sowie Anmachwasser und zumindest ein flüssiges chemisches Additiv als flüssige Ausgangsstoffe chargenweise zugeführt werden. Der Mischerbehälter bereitet hieraus im Batchbetrieb ein angemachtes Gemisch zu. Die Vorrichtung enthält weiterhin eine Steuerung, welche die chargenweise Zuführung zumindest der flüssigen Ausgangsstoffe und den Batchbetrieb des Mischerbehälters so steuert, dass Gemische zumindest in einer jeweils gewünschten Konsistenz zubereitet werden.
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Vorrichtungen dieser Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. So zeigen die
DE 31 31 330 A1 und die
DE 35 04 397 A1 fahrbare Estrichmaschinen, denen Trockenestrich von einem Silo zugeführt wird. In einem von der Maschine angetriebenen Förder- und Mischbehälter wird der Trockenestrich mit Wasser angemacht, und davon der fertige Naßestrich über einen Schlauch zum Verarbeitungsort gefördert. Auf dem Behälter ist eine Dosierpumpe zur Einleitung von Zusatzstoffen in den Behälter und die darin befindliche Charge an Estrich und Anmachwasser angeordnet.
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Weiterhin wird in der
EP 1 640 061 B1 eine Vorrichtung zum Mischen von Massen zum Herstellen von Betonestrich beschrieben. Dabei werden einem Mischer ein Feststoff- und ein Flüssigkeitsgemisch zugeführt. An einer Steuerung können das Gewicht der gewünschten fertigen Mischung und die hierfür benötigten Mengen an Feststoff- und Flüssigkeitsmischungen vorgegeben werden. Die Steuerung erfasst das Gewicht der im Mischer befindlichen Stoffmenge über Wägezellen und eine Volumenmesseinrichtung für die Flüssigkeitsmischung. Wird der Sollwert erreicht, wird die weitere Zuführung an Feststoff- bzw. Flüssigkeitsmischung über Ventile unterbrochen.
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Aus dem Stand der Technik sind weiterhin kontinuierlich betriebene Anlagen bekannt. So wird in der
DE 94 05 509 U1 eine Vorrichtung zur Herstellung von Spritzbeton mit einer Wirbelmischdüse und mit vorgeschalteter Mischstrecke für Anmachwasser und Betonadditiven beschrieben. Der Mischstrecke werden Anmachwasser über eine Wasserpumpe und ein Mengensteuerventil, und Betonadditiv über eine Additivpumpe aus einem Tank zugeführt. Die zu dosierende Additivmenge wird an der Additivpumpe abhängig vom Zementanteil manuell eingestellt. Bei einer Verstellung der Wirbelmischdüse wird das Anmachwasser über das Mengensteuerventil nachgeführt. Bei einer Unterbrechung der Zubereitung von Spritzbeton werden die Additivpumpe abgeschaltet und das Anmachwasser in einen drucklosen Umlauf gefördert.
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Aus der
DE 38 30 479 A1 ist ebenfalls eine Vorrichtung zur Herstellung von Spritzbeton bekannt. Dabei wird ein Erstarrungsbeschleuniger aus einem Vorratsbehälter mittels einer Dosiervorrichtung dem Anmachwasser zugesetzt. Dieses wird einem Mischkopf mit tragbarer Spritzdüse zugeführt und der trockenen Betonmischung kontinuierlich zugesetzt. Die abhängig von der Menge an Anmachwasser erforderliche Menge an Erstarrungsbeschleuniger wird mit einem Regler und einem Steuer- und Regelventil nachgeführt. Eine Messeinrichtung erfasst den aktuellen Zufluss an Erstarrungsbeschleuniger.
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Der exakten Zudosierung von chemischen Additiven insbesondere durch Anreichung des Anmachwassers kommt in der Praxis eine immer größere Bedeutung zu. Hierdurch kann zum einen die Verarbeitbarkeit des angemachten Mörtels vor dessen Verfestigung abhängig von deren jeweiligen Verlegebedingungen auf der Baustelle beeinflusst werden. Zudem können Art und Güte des fertigen Estrichs nach dem Abbinden durch eine geeignete Auswahl und Dosierung von chemischen Additiven anwendungsabhängig eingestellt werden. So sind eine Vielzahl von chemischen Additiven bekannt, von denen nachfolgend einige zur Veranschaulichung beispielhaft genannt werden.
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So wird ein Beschleuniger als chemisches Zusatzmittel eingesetzt, um Estriche mit beschleunigter bzw. innerhalb eines einstellbaren Zeitraumes erreichbarer Belegereife herzustellen. Weiterhin ist ein Schaumbildner ein chemisches Wirkstoffkonzentrat, das eine starke Schaumbildung auslöst. Ein damit versetzter Mörtel kann ohne Wasserabscheidung gepumpt werden. Zudem wird die Herstellung eines homogenen Leichtmörtels ermöglicht.
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Ein als Verflüssiger bezeichnetes chemisches Additiv bewirkt eine Verringerung der Oberflächenspannung des Anmachwassers. Hierdurch kann entweder eine verflüssigende Wirkung zur Erhöhung der Konsistenz eines Gemisches oder eine Reduzierung des eingesetzten Anmachwassers zur Erhöhung der Festigkeit eines fertigen Estrichs bewirkt werden. Ein Verflüssiger wirkt einer Entmischung von flüssigen und festen Komponenten eines nassen Gemisches entgegen und verleiht dem Leichtestrichmörtel eine homogene Formstabilität bei gleichzeitigem Eintrag von Luftporen. Schließlich kann mit einem Plastifizierer genannten chemischen Additiv ein leicht zu verdichtender, abziehbarer und glättbarer Estrichmörtel mit hoher Stabilität erzeugt werden. Hiermit kann auch einer Verwässerung und Verschlämmung der Oberfläche eines frisch verlegten Estrichmörtels entgegen gewirkt werden.
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Die Zugabe eines zum Frostschutz dienenden chemischen Additivs ermöglicht einen Estricheinbau auch bei Temperaturen bis minus 10° Celsius. Umgekehrt ermöglicht die Zugabe eines als Erstarrungsverzögerer bezeichneten chemischen Additivs eine Verlängerung der Verarbeitungsfähigkeit. Dies ermöglicht die Herstellung z.B. von Zementestrichen trotz zwischenzeitlichen Arbeitsunterbrechungen auch bei warmer Witterung.
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Derartige chemische Additive stellen häufig Wasser- und Chemikaliensuspensionen bzw. Dispersionen dar. Bei diesen können u.U. bereits nach kurzzeitigem Ruhen Entmischungsvorgänge auftreten. Estrichleger müssten somit während der Ausführung von Estrichlegerarbeiten die Vorratsbehälter mit chemischen Additiven regelmäßig schütteln um sicherzustellen, dass die Additive bei der Zubereitung von Estrichgemischen kontinuierlich die gleiche Konzentration aufweisen. Dies ist in der Praxis jedoch nicht umsetzbar, so dass insbesondere bei großen Estrichflächen Bereiche mit schwankenden Konzentrationen von chemischen Additiven auftreten. Entsprechend variieren die Verlegeeigenschaften und die nach dem Abbinden erzielten Estrichgüten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zum Anmachen von Gemischen mit Sand-, Zement- und flüssigen chemischen Additiven, insbesondere von Estrich, so weiterzubilden, dass davon zubereitete Gemische eine möglichst gleichbleibende Konzentration eines oder mehrerer chemischer Additive aufweisen.
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Die Aufgabe wird gelöst mit der im Anspruch 1 angegebenen Vorrichtung. Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist mit einer Zirkulationsvorrichtung zur Verwirbelung des zumindest einen flüssigen chemischen Additivs in einem Vorratsbehälter ausgestattet. Diese wird von der Steuerung aktiviert, solange dem Mischerbehälter keine Charge des chemischen Additivs zugeführt wird. Bevorzugt aktiviert die Steuerung die Zirkulationsvorrichtung, solange der Mischerbehälter im Batchbetrieb ein Gemisch zubereitet bzw. sich in einem Wartezustand befindet. Zeiträume im Batchbetrieb bzw. Pausen- und Wartezeiten, in denen kein Bedarf an einer Zuführung von chemischem Additiv in den Mischerbehälter bestehen, werden somit zu einer Zirkulation des Additivs unter Einbeziehung des Vorratsbehälters für dieses Additiv genutzt. Auf Grund der Zirkulation des flüssigen chemischen Additivs wird eine Verwirbelung desselben im Vorratsbehälter bewirkt, und damit eine Entmischung verhindert. Muss im Batchbetrieb dem Mischerbehälter für die Zubereitung eines neuen Gemisches flüssiges chemisches Additiv zugeführt werden, so steht dieses auf Grund der vorangegangenen Verwirbelung in einer gleichbleibenden Konzentration im Vorratsbehälter zur Verfügung.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Absaugleitung mit einer Förderpumpe zur kontinuierlichen Entnahme von chemischem Additiv aus dem Vorratsbehälter auf. Von der Absaugleitung gehen sowohl eine Abgangsleitung zur chargenweisen Zuführung des chemischen Additivs in den Mischerbehälter, als auch eine Zirkulationsleitung der Zirkulationsvorrichtung zur Rückführung von chemischem Additiv in den Vorratsbehälter ab. Die Zirkulationsvorrichtung weist zusätzlich ein Paar steuerbarer Absperrventile auf, wobei das eine Absperrventil in der Zirkulationsleitung und das zweite Absperrventil in der Abgangsleitung angeordnet ist. Die Steuerung steuert die Absperrventile im Wechseltakt so an, dass chemisches Additiv mittels der Förderpumpe entweder über die Abgangsleitung dem Mischerbehälter zugeführt oder über die Zirkulationsleitung in den Vorratsbehälter zurückgeführt wird.
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Diese Ausführung, die nachfolgend an dem in der Figur dargestellten Beispiel noch näher erläutert werden wird, bietet den besonderen Vorteil, dass mittels einer einzigen, vorteilhaft im Dauerbetrieb befindlichen Förderpumpe abwechselnd dem Mischerbehälter Additiv aus dem Vorratsbehälter zugesetzt bzw. das Additiv aus dem Vorratsbehälter entnommen und wieder zurückgeführt wird, also zirkuliert. Die Umschaltung zwischen beiden Betriebsarten kann auf einfache Weise durch ein Paar steuerbarer Absperrventile erfolgen, die von der Steuerung im Wechseltakt geöffnet bzw. geschlossen werden.
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Die Erfindung und weitere vorteilhafte Ausführungen derselben werden an Hand eines in der Figur dargestellten beispielhaften Blockschaltbildes nachfolgend näher erläutert.
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Ein Mischerbehälter 5, besonders ein Druckbehälter mit einem zu- und abschaltbaren Rührwerk, dient zur chargenweisen Zubereitung von bautechnischen Gemischen, besonders von Estrich. Hierzu werden für eine jede Mischung über die Zuführungen 51, 52 Sand und Zement als feste Ausgangsstoffe, und über die Zuführung 53 flüssigen Ausgangsstoffen, d.h. insbesondere Anmachwasser und zumindest ein chemisches Additiv, in jeweils vorgegebenen Mengen in den Mischerbehälter eingeleitet. Nach dieser Befüllung wird insbesondere ein Rührwerk im Mischerbehälter in Gang gesetzt. Nach Ablauf der jeweils benötigten Bearbeitungszeit kann dann eine fertige Mischung, insbesondere verlegereifer Estrichmörtel in einer gewünschten Konsistenz, über die Ableitung 54 bis zur Verlegestelle abgepumpt werden. Zur Ablaufkontrolle dieser Vorgänge steht eine insbesondere elektronische Steuerung 6 über eine Steuerleitung 69 mit den elektrischen Betriebsmitteln im Mischerbehälter 5 in Kontakt.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften und im Beispiel der Figur bereits dargestellten Ausführung ist der Stichleitung 53 in den Mischerbehälter 5 eine Mischvorrichtung 4 für die flüssigen Ausgangsstoffe vorgeschaltet. Diese kann insbesondere in Form eines Mischrohres bzw. einer Impfdüse ausgeführt sein. Der Mischvorrichtung 4 wird zum einen Anmachwasser über eine Zuführungsleitung 3 zugeführt. Dieses kann über ein Absperrventil 31, welches mittels einer Steuerleitung 68 von der Steuerung 6 betätigbar ist, zu- bzw. abgeschaltet werden. Der Istwert des jeweils zugeführten Anmachwassers wird über einen Mengenzähler 32 erfasst und einen Messsignaleingang an die Steuerung 6 übermittelt. Je nach Ausführung können in der Steuerung 6 Rezepturen für unterschiedliche Estricharten datentechnisch hinterlegt sein. Bei der im Blockschaltbild der Figur dargestellten Ausführung können über Sollwerteingänge 61, 62 die pro Charge gewünschten Mengen an Anmachwasser und chemischen Additiven vorgegeben werden.
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Im dargestellten Beispiel wird der Mischvorrichtung 4 über die Abgangsleitung 15 zumindest ein erstes chemisches Additiv C1 aus einem Vorratsbehälter 10 zugeführt und mit dem Anmachwasser 3 intensiv vermischt. Über die Zuführung 53 werden folglich das mit zumindest mit dem flüssigen chemischen Additiv C1 angereicherte Anmachwasser als flüssige Ausgangsstoffe in den Mischerbehälter 5 eingeleitet. Je nach Art des jeweils herzustellenden Estrichs kann der Einsatz von weiteren chemischen Additiven erforderlich sein. Dementsprechend wird im Beispiel der Figur über eine weitere Abgangsleitung 25 ein zweites chemisches Additiv C2 aus einem Vorratsbehälter 20 zugeführt und in der Mischvorrichtung 4 ebenfalls mit dem Anmachwasser 3 und dem ersten Additiv C1 intensiv vermischt.
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Erfindungsgemäß ist eine erste gesteuerte Zirkulationsvorrichtung Z1 für das erste chemische Additiv C1 vorgesehen. Dieses wird über eine Förderpumpe 12 und eine Absaugleitung 11 möglichst ohne Unterbrechungen aus dem Vorratsbehälter 10 entnommen. An einer Verbindungsstelle 17 gehen von der Absaugleitung 11 sowohl eine in den Vorratsbehälter 10 zurückführende Zirkulationsleitung 13 als auch die Abgangsleitung 15 zur Mischvorrichtung 4 ab. Die Zirkulationsvorrichtung weist zusätzlich eine Paar Absperrventile 14a, 14b auf. Dabei ist das eine Absperrventil 14a in der Zirkulationsleitung 13 und das zweite Absperrventil 14b in der Abgangsleitung 15 angeordnet.
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Erfindungsgemäß steuert die Steuerung 6 die Absperrventile 14a, 14b bevorzugt mittels Steuerleitungen 66a, 66b im Wechseltakt so an, dass chemisches Additiv C1 mittels der Förderpumpe 12 entweder über die Abgangsleitung 15 der Mischvorrichtung 4 und dem Mischerbehälter 5 zugeführt, oder über die Zirkulationsleitung 13 in den Vorratsbehälter 10 zurückgeführt und dabei verwirbelt wird. Im ersten Fall ist das Ventil 14a geschlossen und das Ventil 14b geöffnet, während im zweiten Fall das Ventil 14a geöffnet und das Ventil 14b geschlossen ist. Vorteilhaft ist in der Abgangsleitung 15 zusätzlich ein Mengenzähler 16 für den Istwert des ersten chemischen Additivs C1 vorhanden. Die davon erfasste Durchflussmenge wird über einen Messsignaleingang 63 an die Steuerung 6 übermittelt.
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Falls für das Anrichten eine Estrichgemisches weitere chemische Additive benötigt werden, so können der Zirkulationsvorrichtung Z1 ohne weiteres weitere Zirkulationsvorrichtungen parallel geschaltet werden. So ist im Beispiel der Figur eine zweite gesteuerte Zirkulationsvorrichtung Z2 für ein zweites chemisches Additiv C2 vorhanden. Dieses wird über eine Förderpumpe 22 und eine Absaugleitung 21 möglichst ohne Unterbrechungen aus dem Vorratsbehälter 20 entnommen. An einer Verbindungsstelle 27 gehen von der Absaugleitung 21 sowohl eine in den Vorratsbehälter 20 zurückführende Zirkulationsleitung 23 als auch die Abgangsleitung 25 zur Mischvorrichtung 4 ab. Die Zirkulationsvorrichtung weist zusätzlich eine Paar Absperrventile 24a, 24b auf. Dabei ist das eine Absperrventil 24a in der Zirkulationsleitung 23 und das zweite Absperrventil 24b in der Abgangsleitung 25 angeordnet.
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Erfindungsgemäß steuert die Steuerung 6 die Absperrventile 24a, 24b bevorzugt mittels Steuerleitungen 67a, 67b im Wechseltakt so an, dass chemisches Additiv C2 mittels der Förderpumpe 22 entweder über die Abgangsleitung 25 der Mischvorrichtung 4 und dem Mischerbehälter 5 zugeführt, oder über die Zirkulationsleitung 23 in den Vorratsbehälter 20 zurückgeführt und dabei verwirbelt wird. Im ersten Fall ist das Ventil 24a geschlossen und das Ventil 24b geöffnet, während im zweiten Fall das Ventil 24a geöffnet und das Ventil 24b geschlossen ist. Vorteilhaft ist in der Abgangsleitung 25 zusätzlich ein Mengenzähler 26 für den Istwert des zweiten chemischen Additivs C2 vorhanden. Die davon erfasste Durchflussmenge wird über einen Messsignaleingang 64 an die Steuerung 6 übermittelt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine aufeinanderfolgende Herstellung von Gemischchargen insbesondere von Estrichmörtel, welche nahezu übereinstimmende Zusammensetzungen und Konsistenzen aufweisen. Insbesondere wird hierdurch das Bedienpersonal bei der Verarbeitung davon entlastet, mögliche Entmischungen bzw. Ausfällungen von Additivsuspensionen rechtzeitig zu erkennen bzw. deren Homogenität regelmäßig wieder herstellen zu müssen.
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Bezugszeichenliste
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- Z1
- erste Zirkulationsvorrichtung für erstes chemisches Additiv
- C1
- erstes chemisches Additiv
- 10
- Vorratsbehälter für das erste chemische Additiv
- 11
- Absaugleitung für das erste chemische Additiv
- 12
- Förderpumpe für das erste chemische Additiv
- 13
- Zirkulationsleitung für das erste chemische Additiv
- 14a, 14b
- erstes steuerbares Absperrventilpaar
- 15
- Abgangsleitung für das erste chemische Additiv
- 16
- Istwert-Mengenzähler für erstes chemisches Additiv
- 17
- Verbindungsstelle der Leitungen 11, 13, 15
- Z2
- zweite Zirkulationsvorrichtung für zweites chemisches Additiv
- C2
- zweites chemisches Additiv
- 20
- Vorratsbehälter für das zweite chemische Additiv
- 21
- Absaugleitung für das zweite chemische Additiv
- 22
- Förderpumpe für das zweite chemische Additiv
- 23
- Zirkulationsleitung für das zweite chemische Additiv
- 24a, 24b
- zweites steuerbares Absperrventilpaar
- 25
- Abgangsleitung für das zweite chemische Additiv
- 26
- Istwert-Mengenzähler für zweites chemisches Additiv
- 27
- Verbindungsstelle der Leitungen 21, 23, 25
- 3
- Zuführungsleitung Anmachwasser
- 31
- drittes steuerbares Absperrventil
- 32
- Mengenzähler für den Istwert des Anmachwassers
- 4
- Mischvorrichtung für flüssige Ausgangsstoffe
- 5
- Mischerbehälter, insbesondere ein Druckbehälter mit Rührwerk
- 51
- Zuführung Sand
- 52
- Zuführung Zement
- 53
- Zuführung flüssige Ausgangsstoffe, insbes. Stichleitung für das mit chemischen Additiven angereicherte Anmachwasser
- 54
- Ableitung fertige Mischung, insbes. verlegereifer Estrichmörtel
- 6
- Steuerung
- 61
- Sollwerteingang für die Menge Anmachwasser pro Charge
- 62
- Sollwerteingang für die Menge chemischer Additive pro Charge
- 63
- Messsignaleingang für den Istwert der Durchflussmenge des ersten chemischen Additivs
- 64
- Messsignaleingang für den Istwert der Durchflussmenge des zweiten chemischen Additivs
- 65
- Messsignaleingang für Durchflussmengen-Istwert Anmachwasser
- 66a, 66b
- Steuerleitungen für das erste Absperrventilpaar
- 67a, 67b
- Steuerleitungen für das zweite Absperrventilpaar
- 68
- Steuerleitung für das erste Absperrventil Anmachwasser
- 69
- Steuerleitung für den Mischerbehälter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3131330 A1 [0002]
- DE 3504397 A1 [0002]
- EP 1640061 B1 [0003]
- DE 9405509 U1 [0004]
- DE 3830479 A1 [0005]
