DE4243126C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Beschicken eines Betonmischwerkes mit Faser- oder Drahtstücken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Patentanspruch 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Stahlfasern, insbesondere in Form von wellenförmig gebogenen oder gewinkelten Drahtstücken, werden zur Herstellung hochfester, biegezugfester Betone eingesetzt. Die vorgefertigten Drahtstücke werden in der Regel manuell durch Entleeren eines 30 kg-Sackes in den Vorratsbehälter eingegeben. Die Bodenauslassöffnung wird mit einer Schwenkklappe soweit geöffnet, dass die gewünschte Zahl von Drahtstücken pro Zeiteinheit in den Betonmischbehälter gelangt. Die gewellten Drahtstücke neigen aber im Vorratsbehälter zum gegenseitigen Verhaken, sodass sich Drahtnester bilden. Das Gewicht der Drahtstückfüllung begünstigt das sogenannte "Verigeln" der Drahtstücke. Die Folge ist eine ungleichmäßige Eindosierung der Drahtstücke in den Betonmischer, woraus wieder ein Festigkeitsverlust des Betons resultiert.

Auch ein Zwischenschalten einer Vibrationsrinne zwischen Vorratsbehälter und Betonmischer löst dieses Problem nicht zufriedenstellend.

Aus der EP 0 499 573 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei der mehrere hintereinander angeordnete, trichterförmige Vorratsbehälter für Fasern vorgesehen sind, die jeweils auf ihren Unterseiten eine Dosiereinrichtung in Form eines Zellenrads aufweisen. Mittels der Dosiereinrichtungen werden die Fasern in der gewünschten Menge auf ein Förderband gegeben, auf dem eine Beton- Trockenmischung zu einem Betonmischer transportiert wird. Die bekannten Dosiereinrichtungen in Form von Zellenrädern können das Verhaken von Drahtstücken nicht vollständig verhindern.

Aus der DE 22 00 809 B ist eine Vorrichtung zum Mischen und Auftragen von Überzügen aus faserartigen Materialien bekannt, bei der eine Locker- und Mischvorrichtung mit einer kegelförmigen Kammer vorgesehen ist, in der eine vertikale Welle mit Schaufeln drehbar angeordnet ist. Oberhalb der Kammer befindet sich ein Vorratsbehälter für die Fasern, in dem mit Schaufeln versehene Trommeln mit horizontalen Drehachsen angeordnet sind. Die bekannte Vorrichtung ist zur Verbindung mit einer Spritzpistole bestimmt.

Aus der DE 15 31 019 B ist eine Austragvorrichtung für pulverförmiges Material bekannt, bei der eine zentrale Transportschnecke mit vertikaler Drehachse in einem Vorratsbehälter angeordnet ist. Die Transportschnecke dient zur Förderung des pulverförmigen Materials aus dem Vorratsbehälter nach unten.

Aufgabe der Erfindung es, ein Verfahren, sowie eine nach diesem Verfahren arbeitende Vorrichtung zu schaffen, um einen stetigen kontinuierlichen Materialfluss der Drahtstücke mit zuverlässiger Drahtstückvereinzelung vorzusehen.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren mit den Maßnahmen des Oberbegriffes von Patentanspruch 1 durch dessen Kennzeichnungsmerkmale gelöst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist durch die Kennzeichnungsmerkmale von Patentanspruch 3 definiert.

Mit der Erfindung wird erreicht, dass durch die vorzugsweise kontinuierlich angetriebene Wendel auf die Drahtstücke Hubkräfte ausgeübt werden, die also dem Eigengewicht der Drahtfüllung entgegenwirken, sodass eine Auflockerung eintritt. Durch die Drehung der Wendel wird die Bildung von Drahtstück- bzw. Fasernestern mindestens erschwert, und etwaige schon beim Beschickungsvorgang der Drahtfüllung entstandene Klumpen werden aufgelöst. Die Erfindung ermöglicht eine einwandfreie Dosierung eines Betonmischwerkes mit Draht- oder Faserstücken insbesondere aus Stahl, aber in gleicher Weise auch aus nichtmetallischen Werkstoffen wie Kunststoff, Kohlenstoff und Glasfasern.

Die Bodenauslassöffnung des Vorratsbehälters wird durch einen Ringspalt gebildet, dem keinerlei Absperrorgan wie Schwenkklappe- oder Schieber zugeordnet ist. Dieser Ringspalt hat eine konstante Breite, die vorzugsweise nicht größer als etwa die doppelte Faser- oder Drahtstücklänge ist. Für vergleichsweise biegesteife Stahldrahtstücke, insbesondere in Form von wellenförmig gebogenen oder gewinkelten Stahlnadel, hat sich eine Ringspaltbreite etwa gleich der Drahtstücklänge als be­ sonders vorteilhaft erwiesen. Aufgrund der Drehgeschwindig­ keit der Wendel findet zusätzlich zur Hubbewegung der in ihrem Bereich befindlichen Drahtstücke eine auswärts gerichtete Bewegung dieser Drahtstücke aufgrund der Zentrifugalkraft statt, so daß die Drahtstücke eine Orientierung erfahren und sich am Außenmantel des Vorratsbehälters anlegen. Dieser Effekt wird begünstigt, wenn sich gemäß Anspruch 8 an den Vorratsbehälter nach unten ein koaxiales zylindrisches Aus­ laufrohr anschließt, in das die Wendel von oben hineinragt.

Die Austragmenge der Faser- oder Drahtstücke pro Zeiteinheit läßt sich erfindungsgemäß durch Beeinflussung der Drehzahl der Wendel steuern, und es versteht sich, daß bei Erhöhung der Drehzahl die Austragmenge sinkt und umgekehrt. Eine mittlere Drehzahl der Wendel im Bereich von etwa 400 min^-1 hat sich als geeigneter Wert herausgestellt.

Die ständig drehende Wendel im Vorratsbehälter bringt zusammen­ gefaßt drei wesentliche Vorteile. Einmal wird eine Klumpen­ bildung im Behälter vermieden bzw. anfänglich vorhandene Klumpen werden aufgelöst. Die Drahtstücke werden also hochwirk­ sam vereinzelt. Weiterhin findet eine Orientierung der Draht­ stücke im Auslaufbereich statt. Die Drahtstücke fallen also nicht unkontrolliert aus dem Vorratsbehälter heraus. Schließ­ lich läßt sich die Austragmenge auf einfache Weise, nämlich lediglich durch Änderung der Drehzahl der Wende, steuern.

Anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel darstellt, wird die Erfindung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung.

Ein konischer Vorratsbehälter 5 hat eine obere Abdeckung 4, auf der ein Getriebemotor 1 befestigt ist, mit welchem eine zum Vorratsbehälter 5 koaxiale Wendel 6 in Form einer Förder­ schnecke gekuppelt ist. An das untere Ende des konischen Vor­ ratsbehälters 5 schließt sich ein zylindrisches Rohrstück an, in das die Wendel 6 hineinragt, die ihrerseits am unteren Ende dieses Rohrstückes in einem Lager 7 gelagert ist. An das Rohr­ stück 7 schließt sich ein Einlaufrohr 9 an, das im Betonmischer 10 mündet. Die ganze Vorrichtung ist mittels einer Halterung 8 an einem Pfosten aufgehängt, wobei die Halterung 8 das zylin­ drische Rohrstück am unteren Ende des Vorratsbehälters 5 um­ greift.

Die Abdeckung 4 weist eine exzentrische Beschickungsöffnung auf, die mittels eines Klappdeckels 2 abschließbar ist. Durch die Beschickungsöffnung wird eine Charge Stahlnadeln in den Vor­ ratsbehälter 5 manuell eingeschüttet. Der Vorratsbehälter füllt sich dabei höchstens etwa bis zu 2/3 seiner Höhe. Damit die Beschickung während der Drehung der Wendel 6 erfolgen kann, be­ findet sich unterhalb der Beschickungsöffnung eine Schutzhau­ be 3, die wenigstens den unterhalb der Beschickungsöffnung befindlichen Umfangsbereich der Wendel umgibt.

Die Wendel arbeitet je nach gewünschter Austragmenge mit einer Drehzahl im Bereich von 350-450 min^-1 und es versteht sich, daß die Antriebsrichtung so gewählt ist, daß auf die Stahldraht­ füllung Hubkräfte wirken, die also dem Eigengewicht der Füllung entgegen gerichtet sind. Die Füllung wird dadurch gelockert, und etwaige Drahtstücknester oder -klumpen werden aufgelöst. Die am unteren Ende des Vorratsbehälters 5 gebildete Auslass­ öffnung in Form eines Ringspaltes ist ausreichend klein di­ mensioniert, um den Abwärtsweg für etwaige Drahtstückklumpen zu versperren. Es können somit lediglich vereinzelte Drahtstücke durch diesen Ringspalt nach unten in den zylindrischen Teil zwischen Vorratsbehälter 5 und Einlaufrohr 9 hineingelangen. In diesem Bereich wirkt die Zentrifugalkraft, um die Drahtstücke mit einer Radialkomponente nach außen zu bewegen, wo sie sich am Rohrstückmantel anlegen. In diesem Bereich findet also die Orientierung der Drahtstücke statt, die dann unterhalb der Wendel 6, wo der Einfluß der Zentrifugalkraft verloren geht, durch das Einlaufrohr 9 in den Mischer 10 fallen.

Im Ausführungsbeispiel ist eine zylindrische Wendel 6 darge­ stellt. Da diese mit einem sich nach unten konisch verjüngen­ den Vorratsbehälter 5 zusammenwirkt, nimmt der freie Quer­ schnitt für die Stahldraht-Füllung nach unten ab. Der gleiche wichtige Effekt würde erreicht werden, wenn man in Verbindung mit einem zylindrischen Vorratsbehälter eine sich nach unten konisch verbreiternde Wendel verwendet. Auch eine Kombination beider Lösungen wäre denkbar, wobei eine konische Wendel insofern Vorteile verspricht, weil eine von oben nach unten zunehmende Zentrifugalwirkung erreicht wird.

Versuche haben gezeigt, daß die Wendel 6 eine handelsübliche einfache Förderschnecke sein kann. Bei dieser ist der Umfangs­ rand des Wendelsteges glatt. Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung, diesen Umfangsrand des Wendelsteges zu verzahnen, z. B. indem in Umfangsabständen Randausnehmungen eingefräst werden, um ein formschlüssiges Erfassen der Drahtstücke zu ermöglichen. Der Mitnahmeeffekt und damit die aufwärts ge­ richtete Förderrate lassen sich durch diese Ausgestaltung erhöhen.

Claims (9)

1. Verfahren zum Beschicken eines Betonmischwerkes mit Faser- oder Drahtstücken aus Stahl, Kunststoff, Kohlenstoff oder Glas, die aus einem Vorratsbehälter in Form eines Materialflusses bodenseitig ausgegeben und direkt oder über ein Transportorgan der im Mischwerk befindlichen Betoncharge zugeführt werden, wobei auf wenigstens einen Teil der Faser- oder Drahtstücke während des Abwärtswanderns der Faser- oder Drahtstücke zum Bodenauslaß des Vorratsbehälters hin aufwärts gerichtete Hubkräfte ausgeübt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenauslaßöffnung als ständig offener Ringspalt ausgebildet ist, der einen rotationssymmetrischen zentralen Hubbereich umschließt, welcher sich von der Bodenauslaßöffnung im Vorratsbehälter nach oben erstreckt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einem Teil der Faser- oder Drahtstücke im wesentlichen quer zur Aufwärtsrichtung verlaufende Schleuderkräfte mit radial aufwärts weisenden Bewegungskomponenten mitgeteilt werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Vorratsbehälter (5) eine zentrale Wendel (6) mit vertikaler Achse gelagert ist und mit einem oberhalb des Vorratsbehälters (5) oder in dessen oberen Teil angeordneten Antriebsmotor (1) gekuppelt ist, und dass die Wendel (6) die aufwärts gerichteten Hubkräfte ausübt und von dem rotationssymmetrischen zentralen Hubbereich umschlossen ist, welcher sich von der Bodenauslaßöffnung im Vorratsbehälter nach oben erstreckt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (5) wenigstens in seinem unteren Teil zur Bodenauslaßöffnung hin konisch verjüngend ausgebildet ist und die Wendel (6) eine zylindrische Schnecke bildet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Austragsrate der Faser- oder Drahtstücke durch Drehzahländerung der Wendel (6) beeinflussbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Ringspaltes im Bereich von etwa 50% bis 200% der Länge der Faser- oder Drahtstücke liegt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von wellenförmig gebogenen oder gewinkelten Stahldrahtstücken von ca. 35 mm Länge die Ringspaltbreite etwa gleich der Drahtstücklänge ist und die Drehzahl der Wendel (6) im Bereich von 350-­ 450 min^-1 eingestellt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich an das untere Ende des konischen Vorratsbehälters (5) ein koaxiales zylindrisches Auslaufrohr anschließt, in das die Wendel (6) von oben hineinragt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (5) deckseitig geschlossen ist und eine exzentrische Einlassklappe (2) aufweist, unterhalb derer sich im Vorratsbehälter (5) eine den oberen Teil der Wendel (6) wenigstens zum Teil umgebende stationäre Schutzhaube (3) oder Schutzschirm befindet.