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Betonspritzmaschine.
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Die Erfindung betrifft eine Betonspritzmaschine, insbesondere eine
Naßbetonspritzmaschine, mit einem Förderrohr od.dgl. für die Zubringung aufbereiteten
Betonmateriales, mit einer an der Mündung dieses Förderrohres angeordneten Kammer
für die Zumischung insbe= sondere von Luft und mit einem an diese Kammer über ein
Anschluß= stück anschließbaren Spritzschlauch.
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Eine solche Maschine ist beispielsweise in der OE-PS 319 169 beschrieben.
Sie weist einen im Förderrohr lagernden Schnecken= förderer und eine an der Mündung
dieses Förderrohres angeordnete, teils konisch, teils zylindrisch gestaltete Düsentülle
auf, die gemeinsam mit dem Anschlußstück eine Ringdüse bildet, welcher in Förderrichtung
der sogenannte Spritzschlauch nachgeschaltet ist, über den der Spritzbeton der Verarbeitungsstelle
zugeführt wird.
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Diese vorbekannte Maschine hatte - insbesondere bedingt durch die
Anordnung des Schneckenförderers - mancherlei Nachteile, deren Behebung Ziel der
vorliegenden Erfindung ist. Insbesondere erfor= derte der Antrieb des Scheckenförderers
dieser Maschine einen vergleichsweise hohen Leistungsaufwand, war jedoch anderseits
sehr störungsanfällig und ergab im Förderrohr einen starken Abrieb und hohen Verschleiß.
Um eine ausreichend befriedigende Spritz= leistung zu gewährleisten und um den Austritt
des Betongemisches aus dem Förderrohr zu beschleunigen, bedurfte es der obengenannten,
der Mündung des Förderrohres angefügten Düsentülle, welche auch die schädlichen
Folgen eines durch Verstopfungen der Ringdüse oder des Spritzschlauches verursachten
Druckluft-Rückschlages auf die Förderschnecke vermeiden helfen sollte; diese Düsentülle
ver körperte einen zusätzlichen Bestandteil der Maschine, dessen Ein- und Ausbau
mühe- und zeitaufwendig war.
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Die im Förderrohr untergebrachte Förderschnecke verringerte dessen
nutzbaren Querschnitt und erhöhte das Gewicht der Maschine erheblich, die Verstopfungs-
und Verklemmungsgefahr war angesichts der ineinander beweglich lagernden Bestandteile
der Maschine ver= hältnismäßig groß und eine Behebung dadurch verursachter Störungen
erwies sich als überaus zeit- und müheaufwendig, weil sie unweiger= lich mit einer
großen Vielzahl von der Demontage und Montage zahl= reicher Bestandteile dienenden
Manipulationen verknüpft war.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile der Verwendung
solcher Schneckenförderer bei Maschinen der eingangs bezeichneten Gattung. zu vermeiden
und den konstruktiven Aufbau solcher Maschinen zu vereinfachen, sowie die Anzahl
deren Bestandteile zu verringern, anderseits aber dennoch eine durchaus kontinuierliche
Versorgung des Spritzschlauches einer solchen Maschine mit Beton sicherzustellen
und dabei die Vorteile einer an der Mündung des Förderrohres anbringbaren regelbaren
Ringdüse in einer neuartigen, besseren Anwendungsweise voll zu verwerten.
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Weiters ist es ein Ziel der Erfindung, auch einen Beton mit einem
wünschenswert niedrigen Wasser-Zement-Faktor von etwa 0,35 bis 0,40 als Spritzbeton
verarbeiten zu können, ohne daß beim Ver= spritzen eine Entmischung bzw. eine Minderung
der Haftfähigkeit eintritt bzw. der Rückprallanteil zu hoch wird.
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Diese Ziele der Erfindung werden ihren wesentlichsten Merk= malen
zufolge dadurch erreicht, daß zur Zumischung von Luft zu dem im Förderrohr ausschließlich
durch Druck- und/oder Unterdruck= ausübung, z.B. durch Pumpen, kontinuierlich zugebrachten
Beton= material im Bereich des Anschlußstückes der Kammer eine unmittelbar die Mündung
des Förderrohres umfassende, vorzugsweise mit der Mündung koaxiale Ringdüse vorgesehen
ist.
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Infolge des Verzichtes auf die bisher übliche Förderschnecke bedarf
es bei der erfindungsgemäßen Maschine auch keiner an das Förderrohr anschließbaren,
mündungsbildenden und düsenbildenden Tülle, es kann vielmehr - nach einer bevorzugten
Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes - das Förderrohr selbst einen Teil der
Düse bilden, d.h. die Ringdüse kann zwischen der Außenwand der Mündung des Förderrohres
und der Innenwand des Anschlußstückes der Kammer ausgebildet sein. Vorteilhafterweise
kann somit das Förderrohr zumindest in seinem Endbereich einen bis zum Mündungs=
rand konstanten DurchElußquerschnitt aufweisen, wodurch der Gefahr von Verstopfungen
gleichfalls wirksam vorgebeugt wird.
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So Wo So wie bei der vorbekannten Betonspritzmaschine nach der OE-PS
319 169 kann auch bei der erfindungsgemäßen Maschine der Durchflußquerschnitt der
Ringdüse einstellbar ausgebildet werden.
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Während jedoch bei der eingangs erwähnten vorbekannten Beton= spritzmaschine
zur Regelung des Durchflußquerschnittes das
Anschlußstück mittels
einer Gewindeverbindung auf dem eine Kammer= wandung verkörpernden Düsenmantel befestigt
sein sollte, ist erfindungsgemäß bevorzugt vorgesehen, daß das Förderrohr in seiner
Längsrichtung verstellbar in bezug zum Anschlußstück gelagert ist.
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Die Regelung des Durchflußquerschnittes kann hiebei - ungehindert
durch den Spritzschlauch - von der Hinterseite der Kammer aus durchgeführt werden
und die Regelungsorgane sind an dieser Kammer besser unterbringbar. So kann etwa
zur Einstellung des Förderrohres und Ringdüsenquerschnittes eine außerhalb der Kammer
angeordnete, mittelbar gegen eine Außenwandung der Kammer abgestützte, mit einem
Außengewinde des Förderrohres zusammenwirkende Stellmutter vorgesehen sein. Alle
zur Regelung und Einstellung erforderlichen Manipulationen können bei der erfindungsgemäßen
Maschine demnach ohne Beeinflussung des Maschinenbetriebes durchgeführt werden und
behindern oder verzögern den Betrieb in keiner Weise.
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Während bei der vorbekannten Maschine ein Abstellen der Zufuhr des
Betonmateriales zur Kammer und ein Stillsetzen des Förderbetriebes im Falle einer
Verstopfung der Ringdüse oder des Spritzschlauches dadurch erfolgen sollte, daß
der Antrieb des Förderers, d.h. der Schnecke, mittels eines Überlastungsschalters,
bzw. einer mechanischen Kupplung abgeschaltet oder - bei Druck= anstieg - die Zufuhr
eines fluiden Fördermediums unterbrochen werden sollte,-ist - nach einem weiteren
Erfindungsmerkmal -vorgesehen, daß zumindest im Endbereich des Förderrohres ein
etwa im Bereich dessen Mündung mündendes Leitungsrohr zur bedarfs= weisen, alleinigen
oder zusätzlichen Zufuhr von flüssigen oder staubförmigen Betonzusätzen, z.B. einem
Schnellbindemittel, bzw.
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zur Zufuhr von Reinigungsflüssigkeit, z.B. Wasser, innerhalb des Förderrohrquerschnittes
angeordnet ist. Ein solches Leitungsrohr dient aber darüber hinaus noch einem weiteren
Zweck: Diesem Leitungsrohr kann nämlich ein auf den der Zufuhr des Betonmateriales
dienenden Druck- und/oder Unterdruckerzeuger, z.B. eine Pumpe, einwirkendes, durch
einen im Leitungsrohr auftretenden Uberdruck betätigbares Steuerorgan zugeordnet
sein, das bei einem bei= spielsweise durch Pfropfenbildung verursachten, in der
Kammer auStretendem Uberdruck den Druck- bzw. Unterdruckerzeuger bzw.
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dessen Antrieb stillsetzt. Das Steuerorgan kann beispielsweise aus
einem mit einem Magnetventil kombinierten Druckschalter bestehen.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der einzigen
Zeichnungsfigur in einem Längsschnitt dargestellt.
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Von der erfindungsgemäßen Betonspritzmaschine ist im linken Teil
der Zeichnung das Förderrohr 1 für die Zubringung des in einem nicht dargestellten
Mischer aufbereiteten Betonmateriales ersichtlich; bei diesem Betonmaterial kann
es sich um Naßbeton (Zuschlagstoff + Zement + Wasser) mit einem zweckmäßigerweise
niedrigen Wasser-Zement-Faktor oder aber auch um ein Trockengemenge von Betonmaterial
(Zuschlagstoff + Zement) handeln, dem zur Herstellung von Beton im letztgenannten
Falle das erforderliche Wasser erst im Bereich der Ringdüse, z.B. auch über ein
oder über mehrere Leitungsrohre, zugesetzt werden kann. Allerdings haben Trockenbetonspritzmaschinen
in der Praxis wesentliche Nachteile aufzuweisen: Im Förderrohr und in der Maschine
selbst tritt ein starker Abrieb (Verschleiß) auf, ferner ist eine lästige und gesundheitsschädliche
Staubentwicklung unvermeidlich und der yasser-Zement-Faktor kann nur schwer auf
seinem optimalen Sollwert gehalten werden.
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An der Mündung 14 des Förderrohres 1 ist die Kammer 2 für die Zumischung
von Luft zum Betonmaterial vorgesehen; diese Kammer wird beispielsweise von den
Wandungen 3, 4 und 5 begrenzt und wird über die Einlaßöffnung 6 in Richtung des
Pfeiles 6' mit Druckluft von einem nicht dargestellten Kompressor beaufschlagt.
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Im Rahmen der Erfindung läßt sich aber ebensogut mit Unterdruck, also
mit Saugluft (Sog) arbeiten ohne dabei vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.
Das Förderrohr 1 durchsetzt verschieb= bar und abgedichtet die Wandung 3 und wird
mittels der Dichtungen 7 in Lagerplatten 8 und 9 gleitend gelagert. Die Lagerplatten
8 und 9 sind ihrerseits gegenüber der Wandung 3 mittels der Flach= dichtungen 8',
9' abgedichtet. An die Kammer 2 ist über das Anschlußstück 1o ein - nicht dargestellter
- Spritzschlauch üblicher Art anschließbar; auch dieses Anschlußstück 1o ist mittels
der zwischen die Flansche 11 und die Wandung 4 der Kammer 2 eingelegten Flachdichtungen
10' gegen das Innere der Kammer 2 abgedichtet und besitzt an seinem freien Ende
einen Ringflansch 1.2 zum Anschluß einer Kupplung des obengenannten, nicht darge=
stellten Spritzschlauches.
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Die kontinuierliche Förderung des Betonmateriales im Förderrohr 1
erfolgt im Rahmen der Erfindung mittels eines im
Bereich der Aufgabestelle,
z.B. einer Mischkammer od.dgl., ange= ordneten Druck- und/oder Unterdruckerzeugers,
also durch Druck-oder Sogausübung auf dieses Betonmaterial in Richtung des Pfeiles
13. Als Druck- bzw. Unterdruckerzeuger sind im Rahmen der Erfindung beispielsweise
kontinuierlich arbeitende Pumpen, Kolbenpumpen, insbesondere Zweikolbenpumpen, Membranpumpen,
Quetschschlauch= pumpen, Zweikammer- und Revolversysteme an sich bekannter Art oder
Kompressoren zur Anwendung von Druckluft oder Saugluft einsetzbar; jedenfalls erfolgt
die Förderung im Förderrohr 1 stets ohne Zuhilfe= nahme eines innerhalb dieses Förderrohres
arbeitenden mechanischen Förderers, so daß dieses in Richtung des Pfeiles 13 bis
zu seinem Mündungsrand einen im wesentlichen konstanten Durchflußquerschnitt aufweisen
kann.
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Die der Beschleunigung der Betonteilchen durch Sogwirkung sowie auch
der Lockerung des Betonmateriales zwecks Verringerung des spezifischen Gewichtes
dienende Zumischung von Druckluft erfolgt zumindest im Bereich des Anschlußstückes
10 vermittels der unmittelbar die Mündung 14kdes Förderrohres 1 umfassenden, mit
dieser Mündung 14 koaxialen Ringdüse 15. Diese Ringdüse 15, die kreisrund oder auch
oval profiliert sein kann, wird zwischen der Außenwand 16 der Mündung 14 des Förderrohres
1 selbst und der Innenwand 17 des Anschlußstückes 10 der Kammer 2 gebildet. Zur
Regelung des Durchflußquerschnittes dieser Ringdüse 15 ist das Förderrohr 1 in Richtung
des Doppelpfeiles 18 in seiner Längs= richtung in bezug zum Anschlußstück lo verstellbar.
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Grundsätzlich kann die axiale Verstellung des Förderrohres 1 im Rahmen
der Erfindung beliebig bewerkstelligt werden; beim dargestellten Ausführungsbeispiel
dient der Verstellung des För= derrohres 1 eine außerhalb der Kammer 2 angeordnete,
gegen deren Wandung 3 mittelbar, nämlich über einen Bügel 19 od.dgl. abge= stützte
und mit einem Außengewinde 20 des Förderrohres 1 zusammen= wirkende Stellmutter
21. Mit Hilfe dieser mittels eines Handgriffes 211 drehbaren Stellmutter 21 kann
der Durchflußquerschnitt der Ringdüse 15, welche in Richtung der Pfeile 22 von der
Druck- oder Saugluft durchströmt wird, geregelt werden.
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Schließlich ist im Endbereich des Förderrohres 1 noch ein etwa im
Bereich dessen Mündung 14 mündendes Leitungsrohr 23 zur bedarfsweisen, alleinigen
oder zusätzlichen Zufuhr von flüssigen oder pulverigen Betonzusätzen angeordnet,
welches in Richtung des
,Pfeiles 24 mit verschiedenerlei Material
beschickt werden kann und solches Zusatzmaterial in Richtung des Pfeiles 25 an das
mit Luft durchsetzte, unter Sogwirkung dieser Luft aus der Mündung 14 aus= tretende
und unter der Druckwirkung dieser Luft in den Spritz= schlauch geförderte Betonmaterial
abgibt. Bei diesen Zusätzen kann es sich beispielsweise um Schnellbindemittel handeln;
der Zusatz solcher Schnellbindemittel soll begreiflicherweise möglichst spät, demnach
also erst im Bereich der Ringdüse erfolgen. Es ist aber auch der Zusatz von Wasser
denkbar, sei es als Zusatz zur zusätzlichen Befeuchtung einer bereits feucht im
Förderrohr 1 zugeführten Betonmasse oder sei essals Anmachwasser für ein völlig
trocken zugeführtes Gemenge aus Zuschlagstoff und Zement, das erst im Bereich der
Mündung 14 auf den nötigen Wassergehalt befeuchtet wird. Schließlich kann über das
Leitungsrohr 23 auch Wasser zu Reinigungszwecken unter Druck in den Bereich der
Ring= düse 15 und des Anschlußstückes 10 gefördert werden. Anstelle eines einzigen
Leitungsrohres 23 können im Rahmen der Erfindung auch mehrere, zentralsymmetrisch
über die Peripherie des Förder= rohrquerschnittes verteilte Leitungsrohre angeordnet
werden.
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Ein weiterer, wichtiger Zweck des Leitungsrohres 23 besteht - wie
schon erwähnt - aber auch noch darin, ein auf den der Zufuhr des Betonmateriales
dienenden Druck bzw. Unterdruckerzeuger, z.B.
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eine Pumpe, einwirkendes, durch einen im Leitungsrohr auftretenden
Uberdruck betätigbares Steuerorgan zu betätigen. Dieses Steuerorgan kann aus einem
Druckschalter bestehen, dem ein Magnetventil zuge= ordnet ist, das bei einem beispielsweise
durch Pfropfenbildung in der Kammer 2 auftretenden Überdruck den Antrieb des Druck-
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Unterdruckerzeugers und damit die weitere Zufuhr von Betonmaterial
stillsetzt.
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Die erfindungsgemäße Maschine zeichnet sich vor allem durch ihre
hohe Leistungsfähigkeit aus sowie durch ihre geringe Störungs= anfälligkeit und
durch geringen Verschleiß und sie ist bei optimal geringem Rückprallanteil gleichermaßen
zur Verarbeitung normalen Betons, wie auch zur Verarbeitung von Faserbeton mit Stahl
-, Kunststoff- oder Mineralfasern und Einkornbetonsorten, sowie Kunststoffbeton
mit einer Kunststoffemulsion als Bindemittel geeignet; in allen Fällen ist der Waser-Zement-Faktor
des Spritz= betons zuverlässig und exakt regelbar und einstellbar.
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Bei Förderung des Spritzbetons über größere Distanzen mag es ratsam
sein, an einzelnen, voneinander distanzierten Stellen des Förderweges, sei es im
Förderrohr oder im Spritz= schlauch, zusätzlich Förderenergie in den Förderstrang
einzu= führen, beispielsweise in Form von Druckluft oder Saugluft, die sich an entsprechend
ausgebildeten Kupplungen des Rohr-oder Schlauchstranges zuführen läßt.