DE4020367A1 - Vorrichtung zum dosieren von asphalt-bindemittel zur versorgung insbesondere von asphaltmischwerken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dosieren von As­ phalt-Bindemittel insbesondere zur Versorgung von Asphalt­ mischwerken nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die Dosierung von Asphalt-Bindemittel zur Versorgung von Asphaltmischwerken oder ähnlichen Verbrauchern erfolgt bisher in der Regel durch eines der drei nachstehend beschriebenen Verfahren.

Bei einem ersten dieser Verfahren wird das Asphalt-Bindemit­ tel durch Bindemittel-Förderpumpen in Spezialausführung mit thermalölbeheiztem Gehäuse über thermalölbeheizte Bindemit­ telzähler nach dem gemessenen Durchlaufvolumen dosiert. Die­ ses Verfahren hat den Nachteil, daß der Bindemittelzähler auch im Asphalt-Bindemittel eventuell vorhandene Luftblasen volumetrisch als Produkt zählt, was die Dosiergenauigkeit stark beeinträchtigt. Außerdem wird bei diesem Verfahren eine temperaturbedingte Änderung der Dichte des zu dosierenden Asphalt-Bindemittels nicht kompensiert.

Bei einem zweiten derartigen Verfahren erfolgt die Dosierung des Asphalt-Bindemittels durch eine gewichtsmäßige Erfassung der erhitzten Flüssigkeit. Derartige Wägeverfahren könnten zwar aufgrund der verwendeten Wiegeeinrichtungen mit einer relativ hohen Genauigkeit arbeiten, haben jedoch den Nach­ teil, daß die der Wiegeeinrichtung vor- und nachgeschalteten Absperrelemente aufgrund langer und ungleichmäßiger Schließ­ zeiten bei hohen Volumenströmen eine genaue Dosierung nicht zulassen. Außerdem wird jede Charge durch den Befüll- und Entleerungsvorgang der Bindemittelwaage zeitlich stark gestreckt, was die Leistungsfähigkeit derartiger Dosierein­ richtungen sehr beeinträchtigt.

Bei einem dritten Dosierverfahren werden für die Dosierung des Asphalt-Bindemittels volumetrische Dosiergeräte einge­ setzt, die in der Regel durch zirkulierendes Asphalt-Binde­ mittel beheizt werden, wodurch einerseits ein hoher techni­ scher Aufwand für die Installation zusätzlicher Leitungen für die Zirkulation des schon lange vorher erhitzten Asphalt-Bin­ demittels erforderlich ist. Andererseits ist ein längerer zeitlicher Vorlauf für die Aufheizung des Asphalt-Bindemit­ tels, das für die Beheizung der Dosiergeräte benötigt wird, erforderlich, was mit einem hohen zusätzlichen Energiever­ brauch verbunden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Dosierung von Asphalt-Bindemittel insbesondere zur Versorgung von Asphaltmischwerken und ähnlichen Verbrauchern dahingehend zu verbessern, daß eine hohe Dosiergenauigkeit bei schneller und problemloser Mengeneinstellung möglich ist und außerdem eine für die Konstanthaltung der Dosiertempera­ tur günstige energiesparende und kompakte Bauweise einer solchen Vorrichtung erreicht werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch das Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst, während in den Ansprüchen 2 bis 6 besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gekenn­ zeichnet sind.

Die erfindungsgemäße Dosiereinrichtung zeichnet sich gegen­ über herkömmlichen und zur Zeit in der Regel eingesetzten Bitumen-Förder- und -Dosieranlagen durch eine besonders kom­ pakte Bauweise aus. Dadurch, daß für die Dosierung des As­ phalt-Bindemittels in dem dafür vorgesehenen Aufnahmebehälter ein in den Behälter ein- und ausfahrbarer Plungerkolben vor­ gesehen ist, der durch einen als Linearzylinder ausgebildeten doppeltwirkenden Hydraulikzylinder mit einem elektronischen Wegaufnehmer und einer Auswerteelektronik hoher Genauigkeit für eine wegabhängige Steuerung der Bewegung des Plungerkol­ bens beim Dosiervorgang bewegt wird, kann bei einfachem und weitgehend wartungsfreiem konstruktiven Aufwand eine sehr hohe Dosiergenauigkeit erreicht werden, verbunden mit einer sehr schnellen und problemlosen Mengeneinstellung, wobei außerdem sonst übliche Reinigungs- und Wartungsarbeiten ent­ fallen und die Funktionen von sonst einzusetzenden Spezial­ förderpumpen und Dosiereinrichtungen einzig und allein von der erfindungsgemäß ausgebildeten Dosiereinrichtung übernom­ men werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Aufnahmebehälter für das Asphalt-Bindemittel als ein stehen­ der zylindrischer Behälter mit einem darin senkrecht auf- und abbewegbaren zylindrischen Plungerkolben ausgebildet, der an seinem zylindrischen Außenumfang durch eine an der Behäl­ teroberseite angeordnete Abdichtmanschette abgedichtet ist. Hierdurch ist in einfacher Weise sichergestellt, daß das von einem vorzugsweise auf einem höheren Niveau stehenden Vor­ ratsbehälter zugeführte Asphalt-Bindemittel ohne Einschluß von Luftblasen in den Aufnahmebehälter gelangt und aus diesem in der genau dosierten gewünschten Menge einem Verbraucher zugeführt werden kann.

Eine besonders vorteilhafte kompakte Bauweise einer solchen Dosiervorrichtung ergibt sich nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ferner dadurch, daß ein als Umschaltventil dienen­ des Schieberventil mit einem linear hin- und herverschiebba­ ren Ventilkolben am Boden des Aufnahmebehälters derart angeordnet ist, daß es bei einer Aufwärtsbewegung des Plun­ gerkolbens im Aufnahmebehälter die Zufuhr des Asphalt-Binde­ mittels von dem Bindemittelvorratsbehälter in den Aufnahme­ behälter freigibt und bei einer Abwärtsbewegung des Plunger­ kolbens die Zufuhr des Asphalt-Bindemittels von dem Binde­ mittelvorratsbehälter automatisch sperrt und dafür den Austritt und die Zufuhr des Asphalt-Bindemittels von dem Aufnahmebehälter zu einem an die Dosiereinrichtung ange­ schlossenen Verbraucher freigibt. Das Gehäuse des Umschalt­ ventils ist dabei im Aufnahmebehälter von dem erhitzten dünnflüssigen Asphalt-Bindemittel allseitig umgeben, was ohne zusätzlichen Energieaufwand zu einer weiteren Erhöhung der Dosiergenauigkeit führt.

Für eine weitere Verbesserung der Dosiergenauigkeit ist der Ventilkolben des Schieberventils vorteilhafterweise durch eine doppeltwirkende hydraulische Stellvorrichtung betätig­ bar, die an den Hydraulikkreislauf für die Steuerung des Hydraulikzylinders für die Bewegung des Plungerkolbens angeschlossen ist. Außerdem kann der elektronische Wegaufneh­ mer für die Steuerung der Bewegung des Plungerkolbens mit einem Temperaturfühler für die Ermittlung der Betriebstempe­ ratur des Asphalt-Bindemittels im Aufnahmebehälter zur temperaturabhängigen Steuerung der Hublänge des Plunger­ kolbens beim Dosiervorgang verbunden sein, um auf diese Weise temperaturbedingte Volumenänderungen des Asphalt-Bindemittels zu kompensieren.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Die Vorrichtung 1 zum Dosieren von Asphalt-Bindemittel zur Versorgung insbesondere von Asphaltmischwerken mit einer volumetrischen Dosiereinrichtung 2 ist im Rohrleitungsweg 3 zwischen einem Bindemittelvorratsbehälter und einem Asphalt­ mischwerk oder dergleichen als Verbraucher angeordnet. Sie hat einen Zufuhrstutzen 4 und einen Auslaßstutzen 5 für das Asphalt-Bindemittel.

Die Dosiereinrichtung 2 besteht aus einem stehenden zylindri­ schen Aufnahmebehälter 6 für das Asphalt-Bindemittel und einem darin senkrecht auf- und abbewegbaren zylindrischen Plungerkolben 7, der an seinem zylindrischen Außenumfang durch eine an der Behälteroberseite angeordnete Abdichtman­ schette 8 abgedichtet ist und durch einen doppeltwirkenden Hydraulikzylinder 9 mit einer Kolbenstange 10 angetrieben wird.

Der Hydraulikzylinder 9 ist als Linearzylinder ausgebildet und mit einem elektronischen Wegaufnehmer 11 mit einer Auswerteelektronik - Rechner 12 mit Netzteil 12a - hoher Genauigkeit für eine wegabhängige Steuerung der Bewegung des Plungerkolbens 7 im Aufnahmebehälter 6 für das Asphalt-Binde­ mittel beim Dosiervorgang ausgestattet.

Der Aufnahmebehälter 6 hat einen thermalölbeheizten Außen­ mantel 13 mit einem Ringraum 14 und einem Vorlaufstutzen 15 sowie einem Rücklaufstutzen 16 für das Thermalöl, wobei in dem Ringraum 14 schraubenförmige Leitvorrichtungen für eine Zwangsdurchströmung des Thermalöls vorgesehen sind. An der Außenseite des doppelwandigen Aufnahmebehälters 6 ist eine thermische Isolierschicht 17 zur Verminderung von Wärmeab­ strahlung vorhanden.

Der Plungerkolben 7 ist mit der Kolbenstange 10 des auf den Aufnahmebehälter 6 aufgesetzten Hydraulikzylinders 9 verbun­ den, während am Boden 18 des Aufnahmebehälters 6 ein als Umschaltventil dienendes Schieberventil 19 mit einem linear hin- und herverschiebbaren Ventilkolben 20 derart angeordnet ist, daß es bei einer Aufwärtsbewegung des Plungerkolbens 7 im Aufnahmebehälter 6 die Zufuhr des Asphalt-Bindemittels von dem Bindemittelvorratsbehälter in den Aufnahmebehälter 6 freigibt und bei einer Abwärtsbewegung des Plungerkolbens 7 die Zufuhr des Asphalt-Bindemittels von dem Bindemittelvor­ ratsbehälter automatisch sperrt und dafür den Austritt und die Zufuhr des Asphalt-Bindemittels von dem Aufnahmebehälter 6 zu einem an die Dosiereinrichtung 2 angeschlossenen Ver­ braucher freigibt.

Der Ventilkolben 20 des Schieberventils ist durch eine doppeltwirkende hydraulische Stellvorrichtung 21 betätigbar, die über Leitungen 22, 23 an den Hydraulikkreislauf 24 für die Steuerung des Hydraulikzylinders 9 zur Bewegung des Plungerkolbens 7 angeschlossen ist.

Außerdem ist der elektronische Wegaufnehmer 11 für die Steue­ rung der Bewegung des Plungerkolbens 7 über den Rechner 12 und eine Leitung 26 mit einem Temperaturfühler 25 für die Ermittlung der Betriebstemperatur des Asphalt- Bindemittels im Aufnahmebehälter 6 zur temperaturabhängigen Steuerung der Hublänge des Plungerkolbens 7 beim Dosiervorgang verbunden.

Die Einstellung der Dosiermenge erfolgt durch eine entspre­ chende wegabhängige Steuerung des Plungerkolbens 7 durch den Wegaufnehmer 11 unter Einsatz bekannter elektronischer Meß­ und Überwachungssysteme, die von dem Rechner 12 angesteuert werden.

Die erfindungsgemäße Dosiereinrichtung 2 arbeitet so, daß bei jedem Dosiervorgang zunächst der Ventilkolben 20 des Schie­ berventils 19 in eine Stellung gebracht wird, in der er den Durchfluß von dem Bindemittelvorratsbehälter zu dem Aufnahme­ behälter 6 freigibt, wobei der Plungerkolben 7 eine zuvor eingestellte Bindemittelmenge in den Aufnahmebehälter 6 ansaugt, woraufhin der Ventilkolben 20 des Schieberventils 19 durch die hydraulische Stellvorrichtung 21 nach rechts verschoben wird und die weitere Bindemittelzufuhr zum Aufnah­ mebehälter 6 absperrt, um gleichzeitig den Durchfluß der genau dosierten Bindemittelmenge durch die Ein- und Aus­ laßöffnung 27 und den Auslaßstutzen 5 am Boden 18 des Aufnah­ mebehälters 6 solange freizugeben, bis der Plungerkolben 7 wieder seine untere Endstellung oder eine Zwischenstellung im Aufnahmebehälter 6 erreicht hat, woraufhin der Ventilkolben 20 des Schieberventils 19 wieder in die linke Ansaugstellung für das Bindemittel verstellt wird, um einen erneuten Dosier­ vorgang einzuleiten.

Durch die kompakte Bauweise mit wenigen bewegten Einzelteilen und vollständiger Ummantelung des Aufnahmebehälters 6 mit Thermalölbeheizung und integriertem Umschaltventil wird eine sehr genaue Bindemitteldosierung mit gleichmäßiger Taktsteue­ rung entsprechend der Rechnervorgabe erreicht.

Liste der Bezugszeichen

 1 Vorrichtung
 2 Dosiereinrichtung
 3 Rohrleitungsweg
 4 Zufuhrstutzen
 5 Auslaßstutzen
 6 Aufnahmebehälter
 7 Plungerkolben
 8 Abdichtmanschette
 9 Hydraulikzylinder
10 Kolbenstange
11 Wegaufnehmer
12 Rechner
13 Außenmantel
14 Ringraum
15 Vorlaufstutzen
16 Rücklaufstutzen
17 Isolierschicht
18 Boden
19 Schieberventil
20 Ventilkolben
21 Stellvorrichtung
22 Leitung
23 Leitung
24 Hydraulikkreislauf
25 Temperaturfühler
26 Leitung
27 Ein- und Auslaßöffnung

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Dosieren von Asphalt-Bindemittel zur Versorgung insbesondere von Asphaltmischwerken mit volumetrischer Dosiereinrichtung mit einem Aufnahmebe­ hälter für das Asphalt-Bindemittel im Rohrleitungsweg zwischen einem Bindemittelvorratsbehälter und einem Asphaltmischwerk oder dergleichen als Verbraucher, da­ durch gekennzeichnet, daß der Aufnahmebehälter (6) mit einem mittels eines doppeltwir­ kenden Hydraulikzylinders (9) in den Behälter (6) ein­ und ausfahrbaren Plungerkolben (7) ausgebildet ist, und daß dem Hydraulikzylinder (9) ein elektronischer Wegauf­ nehmer (11) mit einer Auswerteelektronik für eine wegabhängige Steuerung der Bewegung des Plungerkolbens (7) beim Dosiervorgang zugeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Aufnahmebehälter (6) für das Asphalt-Bindemittel als ein stehender zylindri­ scher Behälter mit einem darin senkrecht auf- und abbewegbaren zylindrischen Plungerkolben (7) ausgebildet ist, der an seinem zylindrischen Außenumfang durch eine an der Behälteroberseite angeordnete Abdichtmanschette (8) abgedichtet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein als Umschaltventil dienendes Schieberventil (19) mit einem linear hin- und herverschiebbaren Ventilkolben (20) am Boden (18) des Aufnahmebehälters (6) derart angeordnet ist, daß es bei einer Aufwärtsbewegung des Plungerkolbens (7) im Aufnah­ mebehälter (6) die Zufuhr des Asphalt-Bindemittels von dem Bindemittelvorratsbehälter in den Aufnahmebehälter (6) freigibt und bei einer Abwärtsbewegung des Plunger­ kolbens (7) die Zufuhr des Asphalt-Bindemittels von dem Bindemittelvorratsbehälter automatisch sperrt und dafür den Austritt und die Zufuhr des Asphalt-Bindemittels von dem Aufnahmebehälter (6) zu einem an die Dosiereinrich­ tung (2) angeschlossenen Verbraucher freigibt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Gehäuse des Umschalt­ oder Schieber-ventils (19) im Aufnahmebehälter (6) von dem erhitzten Asphalt- Bindemittel allseitig umgeben ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (20) des Schieberventils (19) durch eine doppeltwirkende hydraulische Stellvorrichtung (21) betätigbar ist, die an den Hydraulikkreislauf für die Steuerung des Hydrau­ likzylinders (9) für die Bewegung des Plungerkolbens (7) angeschlossen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der elektronische Wegaufnehmer (11) für die Steuerung der Bewegung des Plungerkolbens (7) mit einem Temperaturfüh­ ler (25) für die Ermittlung der Betriebstemperatur des Asphalt-Bindemittels im Aufnahmebehälter (6) zur tempe­ raturabhängigen Steuerung der Hublänge des Plungerkol­ bens (7) beim Dosiervorgang verbunden ist.