DE3604828A1 - Betonmischer - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Ge­ biet des Bauwesens und der Produktion von Baustoffen und betrifft insbesondere einen Betonmischer.

Die vorliegende Erfindung kann in Betonmischern des Rotationstyps zur Zubereitung hochwertiger Betongemische und Mörtel beliebiger Konsistenz besonders effektiv ver­ wendet werden.

Die Erfindung kann auch in anderen Industriezweigen Anwendung finden, z.B. in der Hüttenindustrie, in der che­ mischen und Glasindustrie usw. zum Vermischen von Stoffen mit unterschiedlicher Steife.

Zur Deckung des wachsenden Bedarfs an Konstruktions­ stoffen brauchen die Bau- und Baustoffindustrie eine stei­ gende Produktion des Qualitätsbetons - eines Grundbaustoffes.

Ein intensives Wachstum des Umfangs an Betonarbeiten und Erhöhung der Forderungen an Qualität und Homogenität des Betongemisches sowie zunehmende Anwendung von Be­ tongemischen mit einem geringen Wasser-Zement-Faktor, eine breite Anwendung von Stahlbeton und Spezialbetonen machen die Suche und Entwicklung vollkommenerer Konstruktionen der Betonmischer erforderlich, welche eine vollständige und maximale Verteilung der Ausgangsstoffe binnen minimaler Zeit, die Ausnutzung aller Möglichkeiten der Binde­ mittel, darunter des Zements, gewährleisten.

Die bekannten Konstruktionen von Betonmischern des Rotationstyps besitzen eine Mischvorrichtung in Form von auf einer vertikalen Antriebswelle montierten Hebeln mit Schaufeln an deren Enden. Die Schaufeln sind steif gestaltet und auf der Antriebswelle elastisch montiert.

Die Arbeitsorgane dieser Einrichtungen gewährleisten keine große Anzahl der Zonen aktiver Einwirkung auf die Bestandteile des Gemisches, wodurch die Intensität des Mischvorgangs herabgesetzt wird. Außerdem erfordert eine steife Befestigung der Schaufeln das Einfügen von Vorrichtungen in die Mischvorrichtung, die sie vor Bruch schützen, wodurch die Maschine komplizierter wird.

Es ist ein Betonmischer bekannt, welcher eine orts­ feste ringförmige Schale enthält, in deren mittlerem Nicht­ arbeitsteil eine vertikale Welle aufgestellt ist, die durch einen Elektromotor über ein Reduziergetriebe angetrieben wird und die sechs röhrenförmige Radialhebel unterschied­ licher Länge mit Mischschaufeln an den Enden trägt (s. SE-PS No. 4 04 152, IPC B 28 C 5/16).

Ein Nachteil dieses Betonmischers ist eine geringe Intensität des Mischvorgangs, bedingt durch eine geringe Anzahl der Zonen aktiver Einwirkung auf die Bestandteile des Gemisches und steife Fixierung der Schaufeln, was zu ihrem schnellen Verschleiß und einer möglichen Verklemmung führt.

Es ist ein Betonzwangsmischer bekannt, welcher aus einer Schale besteht, über der ein Motor aufgestellt ist, der mit der Welle der Mischschaufeln durch Konsolen mit einem großen Durchmesser in Verbindung steht. Auf der Welle ist ein Zahnrad aufgesetzt, das über Zwischenräder ein Rühr­ werk mit einem geringeren Durchmesser in Umlauf setzt, welches eine größere Geschwindigkeit als die der Antriebs­ welle aufweist.

Ein Nachteil des Betonmischers ist die große Zahl von Elementen, aus denen er sich zusammensetzt, sowie eine steife Ausführung der Mischvorrichtung, weshalb deren Verk­ lemmung und Bruch möglich sind, wenn grobe Zuschlagstoffe in den Spalt zwischen der Schale und den Schaufeln gelangen.

Es ist ein anderer Betonzwangsmischer bekannt, welcher ein trogförmiges Gehäuse mit einer darin auf Stützen unter­ gebrachten Mischwelle enthält, die eine Menge von Schaufeln besitzt. Jede Schaufel besteht aus zwei Abschnitten, die in der Längsrichtung (in der Bewegungsrichtung des Gemisches) sowie in Radialrichtung pflugähnlich gebogen sind, was eine aktive Vermischung und Verschiebung des Gemisches fördert (s. DE-Anmeldung No. 25 31 315, Kl. B OIF 7/04).

Nachteile dieser Einrichtung sind eine niedrige In­ tensität des Mischvorgangs infolge einer geringen Anzahl der Zonen aktiver Einwirkung des Arbeitsorgans auf die zu ver­ mischenden Stoffe und eine kurzbefristete Lebensdauer der Arbeitsorgane wegen der Schleifabnutzung der Schaufeln und Verkleidungsplatten der Innenfläche des Betonmischers aufgrund der Verklemmung der Bestandteile der zu vermisch­ enden Stoffe zwischen dem Gehäuse und den Schaufeln.

Es ist ein turbulenter Mischer bekannt, welcher einen Behälter mit einer Entladeluke im unteren Teil, einen Läufer in Form einer Welle mit Scheiben und Misch­ schaufeln sowie Entladeelemente in Form von Kettenabschnit­ ten mit Gewichten an den Enden enthält, welche zwischen den Scheiben befestigt sind (s. SU-Urheberschein No. 6 01 171, IPC B 28 C 5/16).

Ein Nachteil der Konstruktion dieses Mischers ist die Unmöglichkeit, steife Gemische mit einem Setzungsversuch unter 5 cm zuzubereiten, weil den Arbeitsorganen ein großes Drehmoment zugeführt werden muß.

Es ist ein Mischer bekannt, welcher ein Gehäuse mit einem Füllstutzen und einem Entladestutzen, Arbeitsorgane in Form von schraubenförmigen Spiralen enthält, die bogenförmig gebogen sind und deren Enden mit Antriebswellen mittels Scheiben verbunden sind (s. SU-Urheberschein No. 9 03 131, IPC B 28 C 5/16).

Ein Nachteil dieses Mischers ist eine unzulängliche Intensität des Mischvorgangs, eine ungenügende Steifigkeit des Arbeitsorgans in der Ebene, die senkrecht zur Achse des Arbeitsorgans liegt, bei Zubereitung der Betongemische mit einem geringen Wasser-Zement-Faktor sowie Bildung von Stau­ ungszonen über dem Arbeitsorgan.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der obengenannten Nachteile.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen Betonmischer zu schaffen, in dem die Konstruk­ tion des Arbeitsorgans die Erhöhung der Anzahl der Zonen ak­ tiver Einwirkung des Arbeitsorgans auf die Bestandteile der zu vermischenden Stoffe bei der Herstellung der Betonge­ mische unterschiedlicher Steife gewährleistet.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Betonmischer, welcher ein Gehäuse enthält, in dem eine ver­ tikale Antriebswelle mit einem Mischorgan in Form einer schraubenförmigen, an einem Halter befestigten Spirale ("Spirale ist durchweg im Sinne von "Wendel" gebraucht) un­ tergebracht ist, erfindungsgemäß die schraubenförmige Spi­ rale auf ihrer Gesamtlänge am Halter befestigt ist.

Die erfindungsgemäße Aufbauart des Betonmischers ge­ währt die Möglichkeit, bei Vermischung des Betongemisches eine große Anzahl der Zonen aktiver Einwirkung auf die zu vermischenden Stoffe zu bilden.

Die Konstruktion der schraubenförmigen Spirale weist eine hohe Steifigkeit in der zu ihrer Achse senkrechten Richtung und eine geringe Steifigkeit in Axialrichtung auf, wodurch das Verklemmen der Bestandteile der zu vermischenden Stoffe im Spalt zwischen dem Arbeitsorgan und der Innen­ fläche des Gehäuses beseitigt ist.

Infolge einer Verminderung des Kontaktdrucks, der im Spalt zwischen dem Arbeitsorgan und der Innenfläche des Gehäuses entsteht, verringert sich die Abnutzung des Ar­ beitsorgans und der Innenfläche des Gehäuses.

Aufgrund eines geringen Stirnwiderstandskoeffizienten, bedingt durch die während der Arbeit des Betonmischers feh­ lenden bedeutenden Volumen verdichteten Stoffes, wel­ cher zwischen den Windungen der schraubenförmigen Spirale bei der Drehung des Arbeitsorgans leicht durchgeht, ist der Energieaufwand des Mischvorgangs nicht hoch.

Die Befestigung der schraubenförmigen Spirale am Hal­ ter mindestens an jeder Windung führt zur Erhöhung des Dämpfungsvermögens des Arbeitsorgans und ermöglicht außer­ dem eine leichte Montage bzw. Auswechslung des letzteren.

Die Ausführung des Betonmischers mit der Befestigung der schraubenförmigen Spirale am Halter in Form einer Leiste gewährleistet eine einfache bauliche Gestaltung des Arbeits­ organs, welches am Halter leicht befestigt bzw. durch ein neues ausgewechselt werden kann.

Die Herstellung der Spirale aus Sektionen, die über die Länge der Leiste angebracht sind, vereinfacht deren Konstruktion sowie Montage und Auswechslung der abgenutzten Sektionen.

In einem der Ausführungsbeispiele sind die Windungen der Spirale abwechselnd schachbrettartig in bezug aufeinan­ der versetzt. Solch eine Ausbildung des Arbeitsorgans ge­ währleistet die Möglichkeit, mit gröberen Zuschlagstoffen zu arbeiten, da sich dabei der Abstand zwischen den verscho­ benen Windungen vergrößert.

In einem anderen Ausführungsbeispiel weist die Leiste eine V-Form auf, die schraubenförmige Spirale dagegen ist in Form von zwei kegelförmigen Sektionen ausgeführt, deren Spitzen einander zugewandt sind. Die Ausgestaltung der schraubenförmigen Spirale in Form kegelförmiger Sektionen erhöht die aktive Einwirkung der Arbeitsorgane auf die Bestand­ teile des Gemisches, wodurch die Intensität des Mischvor­ gangs vergrößert wird.

Die Unterbringung der Leiste innerhalb der schrauben­ förmigen Spirale gewährt der letzteren die Möglichkeit, be­ deutende Verschiebungen in vertikaler und Axialrichtung zu vollbringen, wodurch die Arbeit mit groben Zuschlagstoffen ermöglicht wird, ohne Einrichtungen zu verwenden, die den Betonmischer vor Bruch schützen.

Es ist zweckmäßig, wenn die Leiste eine S-Form auf­ weist. Solche Form der Leiste ermöglicht eine Verringerung der Verformung der Randwindungen der schraubenförmigen Spi­ rale, was die Intensität des Mischvorgangs erhöht.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Halter in Form eines Flansches ausgeführt, an dessen Umfangs­ linie eine geschlossene schraubenförmige Spirale befestigt ist. Die Ausführung des Halters in Form eines Flansches ge­ währleistet eine hohe Steifigkeit des Arbeitsorgans, wobei sämtliche Windungen der Spirale unter gleichen Bedingungen arbeiten, die Windungen der Spirale wirken mehrfach auf das Gemisch bei der Drehung des Arbeitsorgans ein, wodurch eine hohe Intensität des Mischvorgangs gewährleistet wird. Unter der Einwirkung der Fliehkräfte wird der Stoff aus der Aus­ sparung der Spirale herausgeschleudert.

Eine kegelförmige Gestaltung des Flansches ermöglicht die Beseitigung einer eventuellen Verstopfung des Flansches zwischen der Spirale und der Antriebswelle mit Bestandteilen des Gemisches, da die letzteren von der Oberfläche des kegelförmigen Flansches abrutschen.

Die Anbringung von L-förmigen Nuten am Halter verein­ facht die Montage des Arbeitsorgans. Die Anbringung von Ha­ ken am Halter macht die Montage des Arbeitsorgans ebenfalls einfacher.

Es ist sehr zweckmäßig, wenn der Flansch bezüglich der Achse der Antriebswelle exzentrisch angeordnet wird. Eine exzentrische Anordnung der geschlossenen schraubenförmigen Spirale vergrößert die Zone aktiver Einwirkung des Arbeits­ organs auf die zu vermischenden Stoffe, dabei steigt die Intensität des Mischvorgangs des Betongemisches.

Gemäß einer der Ausführungsformen der Erfindung ist die schraubenförmige Spirale an der Seite des Bodens des Gehäuses mit Backen versehen, die aus einem verschleißfes­ teren Stoff als der der schraubenförmigen Spirale gefertigt sind. Die Ausführung der schraubenförmigen Spirale mit Backen verlängert ihre Lebensdauer.

Die Befestigung des Flansches an der Antriebswelle mit­ tels Stäben ermöglicht eine Erhöhung der Steifigkeit des Ar­ beitsorgans sowie Beseitigung der Absetzung der Bestandteile des Gemisches am Flansch.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Gegen­ standes der Erfindung dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine Gesamtansicht des Betonmischers mit einem Arbeitsorgan in Form einer schraubenförmigen Spirale, die an einer Leiste befestigt ist;

Fig. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 Beispiele der Befestigung der schraubenförmigen Spirale an der Leiste;

Fig. 9 eine Gesamtansicht des Betonmischers mit einem Arbeitsorgan in Form einer geschlossenen schrau­ benförmigen Spirale, die an einem Flansch befes­ tigt ist;

Fig. 10 einen Schnitt nach der Linie X-X gemäß Fig. 9;

Fig. 11 einen Längsschnitt durch das Arbeitsorgan, wel­ ches in Form der geschlossenen schraubenförmigen Spirale, die am Flansch befestigt ist, ausgeführt ist;

Fig. 12, 13, 14, 15, 16 Ausführungsformen des Flansches.

Der Betonmischer (Fig. 1) enthält ein unbewegliches Gehäuse 1, in dessen Innerem eine bewegliche Querstrebe 2 aufgestellt ist, die mittels einer Kupplung 3 mit einem Getriebemotor 4 in Verbindung steht. Auf der Querstrebe 2 sind eine Schaufel 5 (Fig. 10), Schaber 6, 7 (Fig. 1) sowie mischende Arbeitsorgane 8, 9 aufgestellt, die von der Querstrebe 2 einen unterschiedlichen Abstand haben. Zur Füllung der Ausgangsbestandteile in den Betonmischer und zur Entleerung des fertigen Gemisches aus diesem besitzt er einen Füllstutzen 10 und einen Entladestutzen 10′ mit einem Sektorverschluß 11, der mittels eines Druckluftzylinders 12 (Fig. 10) gesteuert wird. Die Innenfläche des Gehäuses 1 besitzt eine verschleißfeste Deckschicht (in Fig. nicht gezeigt).

Jedes der Arbeitsorgane 8, 9 (Fig. 1) ist in Form eines Halters ausgeführt, in dessen Öffnungen 13 (Fig. 2) eine schraubenförmige Spirale 14 über ihre Gesamtlänge befestigt ist.

Der Halter ist in Form einer Leiste 15 gestaltet, die mit einer Antriebswelle 16 (Fig. 5) mittels einer Wippe 17 (Fig. 1) und Stäben 18, 19 (Fig. 2, 3) verbunden ist.

Die Windungen der Spirale 14 (Fig. 3) können abwechselnd schachbrettartig in bezug aufeinander versetzt werden.

In einer anderen Ausführungsform des Arbeitsorgans 8, 9 ist die Leiste 15 V-förmig gestaltet, die schraubenförmige Spirale 14 aber setzt sich aus zwei kegelförmigen Sektionen 20, 21 (Fig. 4) zusammen, deren Spitzen einander zugewandt sind.

Die Leiste 15 kann innerhalb der schraubenförmigen Spi­ rale 14 untergebracht werden, welche aus zwei zylindrischen Sektionen 22, 23 (Fig. 5, 6) gestaltet ist, jede von denen an der Leiste 15 mit der Windung befestigt ist, die der Antriebs­ welle 16, welche mit der Leiste 15 unmittelbar verbunden ist, näher liegt.

Die Leiste 15 (Fig. 7, 8) kann eine S-Form aufweisen.

Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Betonmischers ist wie folgt. Nach der Einschaltung des Getriebemotors 4 werden in das unbewegliche Gehäuse 1 des Betonmischers über den Füllstutzen 10 Bestandteile des Gemisches eingeführt, die durch die sich umlaufend bewegenden mischenden Arbeits­ organe 8, 9 intensiv vermischt werden.

Die Ausladung der fertigen Produktion erfolgt über den Stutzen 10 beim Öffnen des Sektorverschlusses 11 mittels des Druckluftzylinders 12.

In einer der Ausführungsformen ist der Halter in Form eines Flansches 24 ausgeführt, an dessen Umfangslinie eine geschlossene schraubenförmige Spirale 14 (Fig. 9, 10, 11) montiert ist (eine zum Torus gebogene Schraubenwendel).

Der Flansch 24 kann in Form eines Kegelstumpfes (Fig. 12) gestaltet werden, dessen Spitze mit der Antriebswelle 16 unmittelbar verbunden ist (Fig. 12).

Der Halter kann mit L-förmigen Nuten 25 (Fig. 13) ver­ sehen werden, welche an seiner Umfangslinie angebracht wer­ den, um die geschlossene schraubenförmige Spirale 14 am Halter zu befestigen.

Die Befestigung der geschlossenen schraubenförmigen Spirale 14 am Flansch 24 kann auch mittels radial angeord­ neter Haken 26 (Fig. 14) erfolgen.

Zur Erhöhung das Dämpfungsvermögens des Arbeitsorgans 8, 9 ist die geschlossene schraubenförmige Spirale 14 am Flansch 24 (Fig. 14) mindestens an jeder Windung befestigt.

Zur Verlängerung der Betriebszeit des Arbeitsorgans 8, 9 ist die geschlossene schraubenförmige Spirale 14 mit Backen 27 (Fig. 11) versehen, welche an der geschlossenen schraubenförmigen Spirale 14 an der Seite des Bodens 28 (Fig. 1) des Gehäuses 1 befestigt und aus einem verschleiß­ festeren Stoff als der der schraubenförmigen Spirale 14 gefertigt sind.

Der Flansch 24 kann an der Antriebswelle 16 mittels einer Wippe 30 mit starr darauf befestigten Stäben 29 (Fig. 15) befestigt werden, welche in einem bestimmten Abstand voneinander verteilt sind.

Der Halter kann an der Antriebswelle 16 (Fig. 16) exzentrisch befestigt werden, weshalb sich die Zone ver­ größert, die von den Arbeitsorganen 8, 9 bearbeitet wird, wo­ durch eine Intensivierung der Vermischung der Bestandteile des Gemisches gewährleistet wird.

Die Arbeitsweise des in Fig. 9-16 dargestellten Beton­ mischers ist der Arbeitsweise des in Fig. 1-8 dargestellten Betonmischers ähnlich. Es wäre zu betonen, daß während der Vermischung der Bestandteile des Gemisches mit den Arbeits­ organen 8, 9 mit einem Halter in Form des Flansches 24 eine größere Anzahl der Zonen aktiver Einwirkung des Arbeits­ organs auf die zu vermischenden Stoffe gebildet wird.

Die erfindungsgemäße Konstruktion des Betonmischers ermög­ licht im Vergleich zu den bekannten Betonmischern ähnlichen Typs eine Kürzung dar Mischzeit auf das 1,8-2,0 fache und entsprechend eine Verringerung das Energieverbrauchs.

Claims (15)

1. Betonmischer, welcher ein Gehäuse (1) enthält, in dem eine vertikale Antriebswelle (16) mit Mischorganen (8, 9) untergebracht ist, jedes von denen in Form einer schrau­ benförmigen, an einem Halter (15, 24) befestigten Spirale (14) ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenförmige Spirale (14) auf ihrer Gesamtlänge am Halter (15, 24) befestigt ist.

2. Betonmischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die schraubenförmige Spirale (14) am Halter (15, 24) mindestens mit jeder Windung befestigt ist.

3. Betonmischer nach Anspruch 1, 2 dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Halter in Form einer Leiste (15) ausge­ führt ist.

4. Betonmischer nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die schraubenförmige Spirale (14) aus Sektion­ en (20, 21, 22, 23) hergestellt ist, die über die Länge der Leiste (15) angebracht sind.

5. Betonmischer nach einem der Ansprüche 1, 2, 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen der Spirale (14) abwechselnd schachbrettartig in bezug aufeinander verschoben sind.

6. Betonmischer nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Leiste (15) eine V-Form aufweist, die schraubenförmige Spirale (14) dagegen in Form von zwei kegelförmigen Sektionen (20, 21) ausgeführt ist, deren Spitzen einander zugewandt sind.

7. Betonmischer nach Anspruch 1, 3, 4, 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiste (15) innerhalb der schraubenförmigen Spirale (14) untergebracht ist.

8. Betonmischer nach Ansprüchen 3, 4, 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiste (15) eine S-Form aufweist.

9. Betonmischer nach Ansprüchen 1, 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Halter in Form eines Flansches (24) aus­ geführt ist, an dessen Umfangslinie eine geschlossene schraubenförmige Spirale (14) montiert ist.

10. Betonmischer nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Flansch (24) kegelförmig gestaltet ist.

11. Betonmischer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (15, 24) mit L-för­ migen Nuten (25) zur Unterbringung der schraubenförmigen Spirale (14) in diesen versehen ist.

12. Betonmischer nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (15, 24) mit radial angeordneten Haken (26) zur Befestigung der schraubenförmigen Spirale (14) versehen ist.

13. Betonmischer nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (24) bezüglich der Achse der Antriebswelle (16) exzentrisch angeordnet ist.

14. Betonmischer nach Anspruch 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (24) an der Antriebswelle (16) mittels Stäben (29) befestigt ist, welche in einem bestimmten Abstand voneinander verteilt sind.

15. Betonmischer nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenförmige Spirale (14) an der Seite des Bodens (28) des Gehäuses (1) mit Backen (27) versehen ist, die aus einem verschleißfes­ teren Stoff als der der schraubenförmigen Spirale (14) ge­ fertigt sind.