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Die Erfindung betrifft ein stangenförmiges, vorzugsweise annähernd vertikal einzubauendes Führungselement für Mischbehälter, beispielsweise Güllebehälter, Klärbecken oder Fermenter für Biogasanlagen, das unter anderem so gestaltet ist, dass es auch in befüllte oder teilbefüllte Behälter eingesetzt werden kann. Dadurch erübrigt sich das vollständige oder teilweise Entleeren mit meist erforderlichem nachfolgendem aufwändigem und zeitintensivem Reinigen, das durch den dadurch bedingten längeren Produktionsausfall zusätzlich mit hohen Kosten verbunden ist. Das Führungselement ist nach dem Einbau beispielsweise verwendbar zum Auf- und Abbewegen eines untergetaucht arbeitenden Aggregats wie z. B. eines Tauchrührwerks oder einer Tauchpumpe, an der dieses Aggregat in der Höhe verstellt und um die Längsachse des Führungselementes schwenkbar gehalten werden kann.
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Stand der Technik
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Solche Führungselemente sind bekannt. So wird beispielsweise in der
DE 3941724 eine Mischeinrichtung beschrieben, die mit einem lotrecht auf dem Boden stehenden Führungsrohr ausgestattet und an dem das Rührwerk in der Höhe gleitend geführt ist, wobei das Führungselement mit einer massiven Bodenplatte fest verbunden ist, die auf dem Beckenboden aufliegt und nachträglich auch in befüllte Behälter eingesetzt werden kann. Diese Bodenplatte muss gewichtsbehaftet gestaltet sein, um ein Verschieben während des Betriebes durch Vibrationen und Schubkräfte zu verhindern. Der Nachteil dieser Ausführung ist die notwendigerweise große Dimension der Bodenplatte, die eine erhebliche dauerhafte Störung der Rührwerkströmung im bodennahen Bereich mit sich bringen kann.
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Ein weiterer Nachteil ist, dass solche groß dimensionierten Bodenplatten mit dem verbundenen Führungselement sehr sperrig und nur aufwändig einsetzbar sind.
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Stand der Technik ist es auch, bei teilbefüllten Behältern um die Einbaustelle zur trockenen Montage eine Barriere zu errichten, die anschließend leer gesaugt oder gepumpt wird, um so eine annähernd trockene Montage des Bodenlagers für das Führungselement zu ermöglichen.
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Bei befüllten Behältern ist weiterhin bekannt, diese Barriere als großes über den Flüssigkeitsspiegel ragendes Rohr auszubilden und vor der Montage des Bodenlagers leer zu saugen.
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Nachteilig sind bei den beiden zuletzt beschriebenen Ausführungen und insbesondere bei der Rohrausführung der beengte Raum und das Arbeiten unter Vollatemschutz für die Mitarbeiter. Das sperrige Rohr muss für diese Montage aufwendig zur Baustelle transportiert werden und ist nur mit einem großen Kran einsetzbar.
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Weiters sind beispielsweise aus dem Bereich Güllebehälter Führungselemente zum Einbau in volle oder teilbefüllte Behälter bekannt, bei denen am unteren Ende ein einige cm langer zylindrischer Meißel mit einer Spitze am freien Ende angebracht ist. Das Führungselement, meistens als Vierkantschiene ausgebildet, wird durch eine am oberen Ende vorgesehene Schlagplatte durch abwechslungsweise schwere Hammerschläge und ständiges Weiterdrehen von Hand in den Beckenboden eingetrieben. Die Schiene kann dann in Arbeitsstellung um die vertikale Achse verschwenkt werden, der Meißel soll dann die durch das Rührwerk entstehenden Kräfte aufnehmen.
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Nachteilig bei dieser Ausführung ist, dass die Länge und der Durchmesser des Meißels klein gehalten werden muss, um ein Eintreiben überhaupt zu ermöglichen. Dadurch können nur Tauchrührwerke geringerer Leistung eingesetzt werden. Ein weiterer Nachteil ist, dass immer dann, wenn beim Einschlagen auf Bewehrung gestoßen wird, die Schiene aufwändig aus dem befüllten Becken herausgezogen und umgesetzt werden muss, bis eine entsprechende Stelle ohne Bewährung gefunden wird. Jetzt kann wieder neu mit dem Einschlagen begonnen werden, mit der nicht auszuschließenden Möglichkeit, nochmals wieder von vorne beginnen zu müssen.
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Stand der Technik ist es auch, gegenständliche Führungselemente unter dem Flüssigkeitsspiegel mittels Taucher zu montieren. Da es sich bei den Flüssigkeiten häufig um Klärschlämme auf Kläranlagen, Substrate in Biogasfermentern usw. handelt, ist diese Montageart besonders aufwändig und schwierig, da die Sichtweiten meistens nicht einmal bis zur Hand des Tauchers reichen und die Montage deshalb oft nur durch Tasten und Fühlen erfolgen kann.
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Aufgabe der Erfindung
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Die technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein im Hinblick auf die zuvor genannten Nachteile verbessertes Führungselement bereitzustellen, das bei vollem oder teilbefüllten Behälter einfach und sicher eingebaut werden kann und später beim Regelbetrieb in der Lage ist, beispielsweise die Reaktionskräfte des Propellerschubes auch bei schweren Tauchrührwerken problemlos aufzunehmen. Ebenenfalls soll der Nachteil einer dauerhaften großflächigen Störung der Strömung im Bodenbereich, wie zuvor bei den bekannten Führungselementen mit Bodenplatte geschildert, vermieden werden.
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Weiters soll die erfindungsgemäße Ausführung in der Lage sein, ein einfaches Einsetzen bei befülltem Behälter gerade auch bei stark bewehrtem Beton zu gewährleisten.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass am unteren Ende des Führungselementes ein vorzugsweise wenigstens temporär drehfest mit diesem verbundenes Bohrwerkzeug angebracht ist, das beispielsweise mit einer Diamantkrone bestückt und über eine am oberen Führungsschienen-Ende kuppelbare Antriebseinheit motorisch angetrieben sich mühelos auch in bewehrten Stahl einarbeitet.
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In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführung ist zwischen dem Bohrwerkzeug und dem Führungselement eine Scheibe angeordnet, deren dem Behälterboden zugewandte Seite beispielsweise mit radialen Schaufeln bestückt ist, die eine radiale Schleuderwirkung auf die unterhalb der Scheibe befindliche Flüssigkeit bewirkt und vor der Auflage der Frässcheibe auf der Behältersohle Fremdkörper, die eine ebene Auflage verhindern könnten, aus dem Auflagebereich entfernt. Beim Auftreffen der Scheibe auf der Behältersohle dreht die Scheibe noch mit dem Führungselement mit und fräst mit den Kanten der radialen Schaufeln die Auflage eben. Nach dem vollständigen Aufliegen der Scheibe auf der eben gefrästen Betonsohle und dem Stillstand muss das Führungselement um seine Längsachse in späterer Arbeitsstellung auf der Oberseite der Scheibe gleitend in beide Richtungen um die Längsachse verschwenkt werden können. Dies wird lediglich durch eine Anschlagmitnahme der Frässcheibe ermöglicht.
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Ausführungsbeispiele
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden im Nachfolgenden anhand der Figuren erläutert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Längsachse des Führungselementes
- 2
- Führungselement
- 3
- Bohrwerkzeug
- 4
- Behältersohle
- 5
- Behälterwand
- 6
- Obere Abstützung
- 7
- Antriebseinheit
- 8
- Spülwasserleitung
- 9
- Bodenscheibe
- 10
- Frässcheibe
- 11
- Kernbohrer
- 12
- Vollbohrer
- 13
- Tauchrührwerk
- 14
- Höhenverstelleinrichtung
- 15
- Hilfskonsole
- 16
- Drehdurchführung
- 17
- Bohrkrone
- 18
- Bohrspalt
- 19
- Anschlag
- 20
- Anschlagnut
- 21
- Bohrernuten
- 22
- unterer Abschluss des Führungselementes
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Im Einzelnen zeigen die Zeichnungen
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Fig. 1
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Die 1 zeigt ein Beispiel für die Verwendung nach dem Einbau als Führungselement für ein Tauchrührwerk mit dem Führungselement (2), der Längsachse des Führungselements (1), dem um die Längsachse schwenkbaren Tauchrührwerk (13), dem als Bodenlager dienenden Bohrwerkzeug (3), der Bodenscheibe (9), der Oberen Abstützung (6) mit der Höhenverstelleinrichtung (14).
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Fig. 2
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Die 2 zeigt beispielhaft ein erfindungsgemäßes Führungselement (2) in der Einbauphase mit dem Bohrwerkzeug (3), der Hilfskonsole (15) mit der für den Einbau vorgesehenen Antriebseinheit (7), der Drehdurchführung (16) und der Spülwasserleitung (8).
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Fig. 3
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Die 3 zeigt im vergrößerten Maßstab eine mögliche Ausführung des Bohrwerkzeuges als Kernbohrer (11). Das Führungselement ist dabei von einer Drehdurchführung (16) für Spülwasser bis zur Bohrkrone (17) durchgängig hohl und ermöglicht das Ausspülen des Bohrkleins aus dem Bohrspalt (18), womit eine Blockierung des Bohrwerkzeugs verhindert wird.
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Fig. 4
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Die 4 zeigt in ebenfalls vergrößertem Maßstab eine weitere Ausführung des Bohrwerkzeugs als Vollbohrer (12), der vorzugsweise mit hartmetallbestückten Schneiden ausgeführt ist. Der Bohrerschaft verfügt über eine oder mehrere wendelförmige Nuten (21), die bis in den Hohlraum des Führungselementes reichen und den Spülwasserzutritt in den Bohrspalt (18) ermöglichen.
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Fig. 5
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Die 5 zeigt den Schnitt A-A durch den Vollbohrer im Bereich des unteren Abschlusses (22) des Führungselementes.
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Fig. 6
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Die 6 zeigt die Hauptansicht einer beispielhaften Ausgestaltung der Bodenscheibe und einer Anschlagmitnahme in vergrößerter Ansicht. In diesem Beispiel ist der Anschlag (19) als nach unten überstehender, fest mit dem Führungselement (2) verbundener Bolzen ausgeführt, der in eine meist nicht ganz umlaufende Anschlagnut (20) eingreift. Beim Bohren des Führungselementes steht der Anschlagbolzen am Umfangsende der Anschlagnut an und nimmt die Frässcheibe (10) in Drehrichtung mit. Nach dem Aufliegen der Frässcheibe auf dem Behälterboden kann das Führungselement mit der verbundenen Bodenscheibe (9) bei stillstehender Frässcheibe im Bereich der Anschlagnut zurück verschwenkt werden.
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Fig. 7
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Die 7 zeigt den Schnitt A-A aus der 6. Dargestellt ist die mit dem eigentlichen Führungselement (2) verbundene Bodenscheibe (9) mit dem Anschlag (19), der in der nicht ganz umlaufenden Anschlagnut (20) gleitet.
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Fig. 8
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Die 8 zeigt den Schnitt B-B aus der 6 mit einer möglichen Ausgestaltung der radialen Rippen der Frässcheibe (10).
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Alle in der Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen aufgeführten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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