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Betonausbreitvorrichtung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Betonausbreitvorrichtung, bestehend
aus einem relativ zur Schalung bewegbaren, oberhalb der Schalung angeordneten Betonbehälter
mit bodenseitiger, quer zur Bewegungsrichtung verlaufenden spaltförmigen Zellenradschleuse,
bei der die Zellenradschleuse ein nach oben und unten offener, in seinem Durchmesser
an den Flügeldurchmesser des darin umlauf enden Zellenrades angepaßter Ringkanal
ist.
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Vorrichtungen dieser Art, wie sie beispielsweise durch die DD-PS 84
079 und die DE-AS 1 759 555 bekannt sind, werden zur rationellen Herstellung von
plattenförmigen Betonteilen, insbesondere zur Herstellung bewehrter Betonplatten
mit teilweise eingebetteten Gitterträgern verwendet. Im allgemeinen wird dabei der
Betonbehälter als fahrbarer Einfüllwagen gestaltet sein, der sich mit konstanter
Geschwindigkeit über die darunter liegende Schalung bewegt und diese über die Zellenradschleuse
gleichmaßig mit Beton anfüllt.
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Es sind dabei auch Ausführungsformen denkbar, bei denen der Betonbehälter
fest aufgestellt ist und die Schalung auf einer fahrbaren Unterlage während des
Einfüllens des Betons unter dem Betonbehälter hindurchbewegt wird.
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Im Hauptpatent ist eine solche Betonausbreitvorrichtung im Hinblick
auf eine hohe Dosiergenauigkeit, die auch bei relativ großer Arbeitsgeschwindigkeit
der Gesamtanordnung
noch eingehalten werden kann, dadurch weitergebildet,
daß die die Betonstärke in der Schalung exakt festlegende Dosierung der in der Zeiteinheit
die Zellenradschleuse passierenden Betonmasse durch die auf die Relativbewegung
Betonbehälter/Schalung bezogene Drehbewegung des Zellenrades im Zusammenwirken mit
eine Steuereinrichtung erfolgt, bei der das Verhältnis der Relativgeschwindigkeit
zwischen Einfüllwagen und Schalung zur Winkelgeschwindigkeit des Zellenrades durch
einen Handgriff in Verbindung mit einer Anzeige in Zentimeter Betonstärke verstellbar
ist.
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Die jegliche Nacharbeit von Hand an der gefüllten Schalung überflüssig
machende exakte Dosierung setzt voraus, daß die in Abhängigkeit der Drehbewegung
des Zellenrades vom Betonbehälter in die Schalung beförderte Betonmasse, bezogen
auf einen bestimmten Drehwinkel, stets gleich groß ist. Hierzu ist es, wie im Hauptpatent
angegeben, erforderlich, daß die Flügelelemente des Zellenrades mit ihren freien
Enden praktisch die Zellenradschleuse abdichten. Hierzu weisen die freien Enden
der Flügel des Zellenrades elastische Dichtleisten auf. Wie die Praxis zeigt, sind
derartige Dichtleisten nicht in der Lage, den Belastungen im Dauerbetrieb standzuhalten.
Entweder werden sie aus ihrer Verankerung herausgezogen, oder reißen sie an der
Einspannstelle der Dichtleiste durch das wiederholte Knicken an der Kante des Metallsteges
ab, bzw. werden sie abgeschert, womit dann das gewünschte einwandfreie Arbeitsergebnis
in Frage gestellt ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Betonausbreitvorrichtung
nach dem Hauptpatent im Hinblick auf die Zellenradschleuse dahingehend weiterzubilden,
daß deren einwandfreie Funktion auch im Dauerbetrieb gewährleistet bleibt.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung auf eine zweifache Weise gelöst:
a) Die am Zylindermantel der Nabe des Zellenrades angebrachten, sich parallel zur
Zellenradachse erstreckenden Flügelelemente weisen bei relativ breiter Befestigungsbasis
ein zum freien Ende hin sich verjüngendes zahnförmiges Querschnittsprofil auf und
bestehen aus einem vollelastischen Werkstoff hoher Verschleißfestigkeit.
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b) Das Zellenrad weist an seinem äußeren Umfang ein sich gleichmstig
in seiner axialen Länge über den Umfang erstreckendes Flügelstollenprofil auf, wobei
sich die Flügelstollen des Flügelstollenprofils wenigstens in Drehrichtung des Zellenrades
gegenseitig überlappen und hinsichtlich ihrer Schaufelflächen schräg zur Drehrichtung,
vorzugsweise unter einem 450-Winkel, ausgerichtet sind.
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Der Lösung a) nach der Erfindung liegt vor allem die Überlegung zugrunde,
daß eine gegen Zerstörung sichere Abdichtung der Zellenradschleuse im Bereich der
Flügelelemente dann möglich ist, wenn die Flügelelemente über ihre gesamte Höhe
in ausreichendem Maße elastisch sind und darüber hinaus durch eine ausreichend breite
Befestigungsbasis dafür gesorgt wird, daß sie trotz starker Beanspruchung nicht
abreißen können.
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Bei der Lösung b) nach der Erfindung wird davon ausgegangen, daß die
starke Beanspruchung der Flügelelemente an ihren freien Enden in der Regel durch
Steine in der Betonmasse verursacht sind, die sich ständig im Schlitz zwischen der
Wandung der Zellenradschleuse und den freien Enden der Flügelelemente zu verklemmen
drohen. Die Lösung b) beseitigt diese Ursache in außerordentlich vorteilhafter Weise
dadurch, daß die Steine in der Betonmasse durch Umwandeln der Flügelelemente in
ein Flügelstollenprofil der genannten
Formgebung nur noch schräg
ablaufende Schaufelflächen vorfinden, an denen sie leicht abgleiten können.
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Zweckmäßige Ausgestaltungen solcher Flügelstollenprofile sind in den
Ansprüchen 3 bis 6 angegeben. Hierbei können die Flügelstollen selbst wahlweise
aus Stahlblechen oder aber entsprechend der Lösung a) bei relativ breiter Befestigungsbasis
ein zum freien Ende hin sich verjüngendes zahnförmiges Querschnittsprofil aufweisen.
Ein solches zahnförmiges Querschnittsprofil kann wahlweise aus Stahl oder einem
vollelastischen Werkstoff hoher Verschleißfestigkeit bestehen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, die in gleicher
Weise für beide angegebenen Lösungen geeignet sind, sind in den Ansprüchen 7 bis
9 angegeben.
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Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen soll
die Erfindung im folgenden noch näher erläutert werden.
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In der Zeichnung bedeuten: Fig. 1 eine Schnittdarstellung des Einfüllwagens
einer Betonausbreitvorrichtung nach dem Hauptpatent, deren Zellenrad nach der Lösung
a) weitergebildet ist; Fig. 2 ein Teil des in Fig.1 dargestellten Zellenrades in
perspektivischer Darstellung Fig. 3 ein Teilausschnitt eines Flügelstollenprofils
nach der Lösung b) des in eine Ebene abgewickelten Zylindermantels eines Zellenrades
Fig.
4 ein Teilausschnitt eines zweiten Flügelstollenprofils nach der Lösung b) des in
eine Ebene abgewickelten Zylindermantels eines Zellenrades Fig. 5 ein Teilausschnitt
eines dritten Flügelstollenprofils nach der Lösung b) des in eine Ebene abgewickelten
Zylindermantels eines Zellenrades In der Schnittdarstellung des Einfüllwagens einer
Betonausbreitvorrichtung nach Fig. 1 bedeuten 1 der Betonkübel und 2 das Fahrgestell.
Das Zellenrad 3 innerhalb des Ringkanals 4 weist an seinem äußeren Umfang eine Reihe
von Flügelelementen 5 auf, die bei relativ breiter Befestigungsbasis ein zum freien
Ende hin sich verjüngendes zahnförmiges Querschnittsprofil 5' aufweisen. Mit jeder
Drehung um 450 in der durch einen Pfeil angegebenen Drehrichtung fördert das Zellenrad
3 eine Betonmasseportion von der Eintrittsöffnung 6 der aus dem Ringkanal 4 und
dem Zellenrad 3 bestehenden Zellenradschleuse zum Schleusenausgang 7, die dabei
durch die von zwei einander benachbarten Flügelelementen und der Innenwandung des
Ringkanals gebildete Volumeneinheit festgelegt ist.
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Der Ringkanal 4 weist zwei zylindrische Ringsegmente 8 und 9 auf,
von denen das zylindrische Ringsegment 9 tiefer angeordnet ist als das zylindrische
Ringsegment 8. Zwischen dem zylindrischen Ringsegment 9 und der schräg nach oben
laufenden Wandung 1' des Betonbehälters 1 ist über Gummielemente 10 eine Rutsche
11 mit einem Rüttler 12 vorgesehen, der für einen gleichmäßigen Materialfluß aus
dem Betonbehälter 1 in den Ringkanal 4 sorgt. Auf seiten dieses Rüttlers 12 ist
auch der Antriebsmotor 13 für den Einfüllwagen angeordnet.
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Weiterhin weist das Schnittbild nach Fig. 1 auf seiten des Ringsegments
8 eine Schieberanordnung 14 auf, deren Schieber 15 über Druckzylinder 16 wahlweise
zum Verschließen des Schleusenausgangs 7 des Ringkanals 4 betätigt werden können.
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Zusätzlich zum Rüttler 12 oder an dessen Stelle kann ein Rüttler 12'
an der Zellenradachse angebracht sein.
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Wie der perspektivisch dargestellte Teilabschnitt des Zellenrades
3 nach Fig. 2 noch besser erkennen läßt, bestehen die Flügelelemente 5 über ihre
gesamte Höhe aus einem vollelastischen Werkstoff, vorzugsweise Gummi, und weisen
bei einer breiten Befestigungsbasis des vorzugsweise ebenfalls aus Gummi bestehenden
Zylindermantels 31, der auf das die Nabe 32 darstellende Stahlrohr aufgeklebt ist,
ein zum freien Ende hin sich verjüngendes zahnförmiges Querschnittsprofil 5' auf,
das, wie in unterbrochener Linie angedeutet, zur Erhöhung der Elastizität als Hohlprofil
ausgeführt sein kann. Die Flanken des zahnförmigen Profils bzw. die Schaufelflächen
5" der Flügelelemente 5 sind zur besseren Aufnahme und Abgabe der zwischen zwei
Flügelelementen umgesetzten Betonmasseportionen glatt und konkav gekrümmt. Die Flügelelemente
5 sind auf den aus dem gleichen Werkstoff wie die Flügelelemente bestehenden Zylindermantel
31 aufvulkanisiert. Zweckmäßig erfolgt dann hierbei die Befestigung der Flügelelemente
am Zylindermantel 31 durch Verschweißen. Anstelle von Gummi können für die Flügelelemente
5 und den Zylindermantel 31 auch Dunststoffe hoher Verschleißfestigkeit zur Anwendung
kommen, die eine ausreichende Elastizität aufweisen. Auch besteht die Möglichkeit
wenigstens den Zylindermantel mit den Flügelelementen aus einem Guß herzustellen.
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Bei den in den Fig. 3 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispielen von
Flügelstollenprofilen 50 ist aus Gründen einer möglichst einfachen Darstellung lediglich
ein Teilausschnitt der Abwicklung des Zylindermantels 31 des Zellenrades 3 dargestellt.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig.3 bestehen die Flügelstollen des Flügelstollenprofils
50 aus rechtwinkeligen Winkelprofilen 51, die entsprechend den Flügelelementen 5
des Zellenrades 3 nach den Fig. 1 und 2 ebenfalls bei relativ breiter Befestigungsbasis
ein zum freien Ende hin sich verjüngendes zahnförmiges Querschnitts-
profil
51' mit konkaver Krümmung ihrer Schaufelflächen 51'' aufweisen. Die Winkelprofile
51 sind in unter sich gleichen Abständen nebeneinander in einer Zeile mit in Drehrichtung
des Zellenrades ausgerichteten Winkelspitzen angeordnet. Weiterhin sind die Winkelprofile
zweier in Umfangsrichtung des Zellenrades aufeinander folgender Winkelprofilzeilen
gegeneinander um einen halben Zeilenabstand versetzt. Die Drehrichtung des Zellenrades
ist in Fig. 3 wie auch in den weiteren Fig. 4 und 5 jeweils durch einen Pfeil angedeutet.
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Die Winkelprofile 51 darstellenden Flügelstollen können entsprechend
der im Zusammenhang mit Fig. 2 geschilderten Ausführungsart der Flügelelemente 5
aus hochelastischem Werkstoff, beispielsweise Gummi, bestehen, und auf den aus dem
gleichen Weikstoff bestehendnn Zylindermantel 31 aufvulkanisiert sein. Da jedoch
hier entgegen der Ausführungsform des Zellenrades 3 nach den Fig. 1 und 2 die Schaufelflächen
51' unter einem Winkel von 450 verlaufen, d.h. bei der gegebenen Anordnung unter
Berücksichtigung der Drehbewegung des Zellenrades schräge Ablaufflachen für größere
Steine der in den Ringkanal einlaufenden Betonmasse darstellen, wird ein Verklemmen
solcher Steine zwischen den freien Enden der Flügelstollen und der Wandung des Ringkanals
weitestgehend vermieden. Die Flügelstollen können hier-deshalb auch anstelle aus
einem hochelastischen Stoff, beispielsweise aus einem Stahlprofil, bestehen. Solche
inelprofile aus Stahl werden dann zweckmäßig an dem ebenfalls aus Stahl bestehenden
Zylindermantel 31 angeschweißt.
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Hinsichtlich ihrer Herstellung besonders kostengünstige Flügelstollenprofile
50 in Stahlausführung zeigen die Fig.
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4 und 5. Das Flügelstollenprofil der Fig. 4 unterscheidet sich vom
Flügelstollenprofil nach Fig. 3 lediglich dadurch, daß hier die Flügelstollen in
Form von Winkelstegen 52 ver-
wirklicht sind. Diese ebenfalls einen
rechten Winkel aufweisenden Winkelstege sind einfache Stahlbleche, die am Zylindermantel
31 angeschweißt sind.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 bestehen die Flügelstollen aus
in sich geraden Stegen 53, die ebenfalls in unter sich gleichen Abständen und gleicher
Schrägwinkellage von 450 hintereinander in einer Zeile angeordnet sind. Im Unterschied
zu den Fig. 3 und 4 weisen hier die Stege 53 von zwei in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden
Steg zeilen zur Drehrichtung des Zellenrades eine sich durch das Vorzeichen voneinander
unterscheidende Schrägwinkellage von 450 auf. Auf diese Weise entsteht ebenfalls
eine Gitterstruktur, in die die in die Schalung zu überführende Betonmasse auf seiten
der Eintrittsöffnung 6 in den Ringkanal 4 eingelagert und auf seiten des Schleusenausgangs
7 der aus dem Ringkanal 4 und dem Zellenrad 3 gebildeten Schleuse in der erwünschten
exakten Dosierung in die Schalung abgegeben wird.
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9 Patentansprüche 5 Figuren