DE4336403A1 - Vorrichtung für die Zuführung von Bewehrungsfasern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Zufüh­ rung von Bewehrungsfasern zu einer in einem Misch- oder Transportbehälter befindlichen Betonmischung.

Nach dem Stand der Technik ist es bekannt, die mechani­ schen Eigenschaften von Beton durch Hinzufügen von Bewehrungsfasern zu verbessern. Bei den Bewehrungsfa­ sern handelt es sich um relativ kleine Bewehrungsele­ mente aus hochfestem Material, z. B. Stahl, die bei der Zubereitung einer Betonmischung in den Mischer gegeben werden und dabei während des Mischvorgangs möglichst gleichmäßig in der Betonmischung verteilt werden.

Bei der Herstellung fallen die Bewehrungsfasern in großen Mengen als Schüttgut an und kommen in Kartons oder Säcke verpackt in den Handel. Beim Endverbraucher werden dann die Bewehrungsfasern aus den Verpackungs­ einheiten entnommen und der Betonmischung in der vorbeschriebenen Weise hinzugefügt.

Bei der Verwendung von Bewehrungsfasern ist es aller­ dings problematisch, daß die lose in die Verpackungs­ einheiten eingefüllten Bewehrungsfasern sich während des Transports und der Lagerung miteinander verkletten und sich dabei zu größeren, zusammenhängenden Agglome­ raten zusammenballen. Derartige Agglomerate werden auch Nester oder Igel genannt. Eine Erklärung für diese Phä­ nomen besteht darin, daß die einzelnen Bewehrungsfasern aufgrund ihrer Gewichtskraft und Beschleunigungskräf­ ten, die z. B. beim Transport durch Rüttelbewegungen auftreten, gegeneinandergepreßt werden. Aufgrund ihrer Oberflächenrauhigkeit werden die einzelnen Bewehrungs­ fasern aufgrund von Haftreibung gegeneinander fixiert; außerdem verhaken sie sich mit ihren Ausformungen und Verkröpfungen ineinander. Deswegen sind die dabei ent­ stehenden Nester relativ stabil und zerfallen auch nicht, wenn die Bewehrungsfasern aus den Verpackungs­ einheiten in die Betonmischung geschüttet werden.

Die Einbringung von zu Nestern zusammengeschlossenen Bewehrungsfasern in eine Betonmischung muß jedoch unbe­ dingt vermieden werden. Man hat nämlich beobachtet, daß zu einer Betonmischung hinzugegebene Nester auch beim Mischvorgang nicht gelöst werden, d. h., daß die Beweh­ rungsfasern nicht vereinzelt werden. Damit eine optima­ le Bewehrungswirkung erreicht wird, ist es jedoch unab­ dingbare Voraussetzung, daß die Bewehrungsfasern ver­ einzelt und statistisch gleichmäßig verteilt sind. Hingegen führen in den Beton eingebrachte Nester zu Instabilitäten, die unter Umständen schlimme Folgen haben können.

Ein weiteres Problem durch Nester ergibt sich dann, wenn die Betonmischung mittels Fördervorrichtungen, wie z. B. Betonpumpen, transportiert wird. Dann nämlich können Zusammenballungen von Bewehrungsfasern aufgrund deren hoher mechanischer Festigkeit zu Schäden an den eingesetzten Fördermaschinen führen.

Daraus ergibt sich die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung für die Zuführung von Bewehrungsfasern der­ art auszubilden, daß die transportierten Bewehrungsfa­ sern sicher vereinzelt werden, d. h. eine Zuführung von zusammenhängenden Bewehrungsfaser-Nestern zur Betonmi­ schung zuverlässig vermieden wird.

Diese Aufgabe dadurch gelöst, daß im Bewegungsweg der Bewehrungsfasern mindestens eine Schwebestrecke an­ geordnet ist, in welcher die zwischen den Bewehrungsfa­ sern wirkenden Kräfte derart reduziert sind, daß die Bewehrungsfasern vereinzelt werden.

In einer erfindungsgemäß ausgestalteten Fördervorrich­ tung wird in besonders vorteilhafter Weise der Effekt ausgenutzt, daß die Kräfte zwischen den einzelnen Be­ wehrungsfasern, die eine Zusammenballung zu Nestern bewirken und diese Nester dann selbst mechanisch stabi­ lisieren, weitgehend kompensiert werden. Durch die Re­ duktion der zwischen den Bewehrungsfasern wirkenden Kräfte, z. B. Gewichtskräfte, wird die Reibungshaftung zwischen den einzelnen Bewehrungsfasern soweit vermin­ dert, daß sich miteinander verklettete Bewehrungsfasern bei ihrer Beförderung durch die Schwebestrecke vonein­ ander lösen und vereinzelt werden. Das bedeutet, daß die Schwebestrecke gelangende, zusammenhängende Nester durch den Wegfall der sie zusammenhaltenden Kräfte ihre innere Stabilität verlieren und vollständig in einzelne Bewehrungsfasern zerfallen.

Eine physikalische Erklärung für den vorgenannten, vorteilhaften Effekt besteht darin, daß die einzelnen Bewehrungsfasern im Schwebezustand innerhalb der Schwe­ bestrecke nahezu kräftefrei bewegen. Beim Einfüllen in die Schwebestrecke erhalten auch in agglomerierten Verbänden zusammengeschlossene Bewehrungsfasern gering­ fügig unterschiedliche mechanische Anfangsimpulse. Die­ se unterschiedlichen Anfangsimpulse führen dann im kräftefreien Schwebezustand zu einem Auseinanderdriften der einzelnen Bewehrungsfasern, d. h. zu einem Zerfall der agglomerierten Nester.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Vor­ richtung sieht vor, daß die Schwebestrecke als gegen die Schwerkraft gerichtetes Luftförderrohr ausgebildet ist.

In einem Luftförderrohr werden die zu transportierenden Bewehrungsfasern in dem Luftförderrohr von einer schnellen Luftströmung erfaßt und in Strömungsrichtung mitgerissen. Die Schwebestrecke wird dadurch gebildet, daß das Luftförderrohr gegen die Schwerkraft gerichtet ist. Dann stellt sich der Schwebezustand der Beweh­ rungsfasern nämlich dadurch ein, daß die in Strömungs­ richtung gerichtete Luftreibungskraft auf die einzelnen Bewehrungsfasern zumindest zeitweilig deren Gewichts­ kraft kompensiert.

Die Vereinzelung der Bewehrungsfasern im Schwebezustand innerhalb eines Luftstroms funktioniert besonders zuver­ lässig. Zusätzlich zu den Vorteilen, die sich aus dem Schwebezustand an sich ergeben, treten nämlich vorteil­ hafte Wirkungen der Luftströmung auf. Die im Schwebezu­ stand befindlichen Bewehrungsfasern werden nämlich de­ rart umströmt, daß aneinander haftende Bewehrungsfasern durch die Strömungskräfte voneinander getrennt werden. Durch die auftretende statistische Wirbelbildung inner­ halb der Luftströmung werden erneute Agglomerationen während des Fördervorgangs ausgeschlossen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Luftför­ derrohr am unteren Ende mit einer Lufteinspeisung, am oberen Ende mit einer Austragsöffnung und im Bereich der Lufteinspeisung mit mindestens einer Zuführungsöff­ nung für die Bewehrungsfasern versehen. Dadurch, daß die Lufteinspeisung am unteren Ende des Luftförderrohrs und die Austragsöffnung am oberen Ende befindlich ist, wirkt ein Großteil des Luftförderrohrs als Schwebe­ strecke. Die am oberen Ende angeordnete Austragsöffnung ermöglicht eine direkte Speisung von oberhalb der Be­ dienungsebene angeordneten Einfüllöffnungen, z. B. Ein­ fülltrichtern von Mischern. Selbstverständlich ist die Austragsöffnung optimal an die gegebenen Arbeitsbedin­ gungen anpaßbar. So ist beispielsweise für die Speisung von hoch angeordneten Einfülltrichtern eine Ausgestal­ tung mit Ausgangskrümmern und/oder flexiblen Endstücken denkbar.

Durch die im Bereich der Lufteinspeisung angeordnete Zuführungsöffnung für die Bewehrungsfasern sind diese dem Luftstrom ohne Probleme zuführbar. Im Bereich der Lufteinspeisung sind nämlich definierte Strömungsver­ hältnisse vorgebbar, derart, daß im Inneren des Luft­ förderrohrs ein geringerer statischer Druck herrscht als außerhalb und dadurch die Bewehrungsfasern durch die Zuführungsöffnung in das Luftförderrohr hineingeso­ gen werden.

Es ist besonders zweckmäßig, wenn vor der Zuführungsöff­ nung eine Eingabe- und Transporteinrichtung angeordnet ist. Bei einer solchen Ausführungsform wird die Bedie­ nung stark vereinfacht, weil die Eingabe- und Transport­ einrichtung eine gleichmäßige und sichere Einbringung der Bewehrungsfasern in das Luftförderrohr gewährlei­ stet.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Einga­ be und Transportvorrichtung eine auf die Zuführungsöff­ nung gerichtete Luftförderstrecke auf. Mittels dieser Luftförderstrecke kann die Einfüllgeschwindigkeit und damit die Menge der Bewehrungsfasern in weiten Grenzen eingestellt werden. Unabhängig von einer Sogwirkung an der Zuführungsöffnung ist somit besonders einfach eine Steigerung der Fördermenge erreichbar.

Ein besonders einfacher Aufbau der Vorrichtung ergibt sich daraus, daß die Luftförderstrecke mit einem Teil­ luftstrom des Luftförderrohres betrieben wird. Die Ab­ zweigung eines Teilluftstroms zur Speisung der auf die Zuführungsöffnung gerichteten Luftförderstrecke ist mit einer lediglich geringen Anzahl von zusätzlichen Lei­ tungselementen erreichbar. Der technische Aufwand ist dabei denkbar gering.

Alternativ dazu ist auch eine Ausführungsform reali­ sierbar, bei der die auf die Zuführungsöffnung gerich­ tete Luftförderstrecke von einem separaten Gebläse ge­ speist wird. Besonders bei hohen Fördergeschwindigkei­ ten ist der Anschluß eines separaten Gebläses von Vorteil. Durch diese Maßnahme wird nämlich einerseits der Hauptluftstrom in dem Luftförderrohr nicht ge­ schwächt. Andererseits ist die Strömungsgeschwindigkeit und damit die Fördergeschwindigkeit der Bewehrungsfa­ sern in die Zuführungsöffnung unabhängig von den Strö­ mungsverhältnissen der Luftströmung im Luftförderrohr beliebig voreinstellbar.

Ein besonders zuverlässiges Funktionieren einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung wird dadurch erreicht, daß die Zuführungs- und Transportvorrichtung eine in Förder­ richtung geneigte, drehbare Trommel mit axialen Ein­ füll- und Ausgabeöffnungen enthält, an deren Innenwan­ dung Förderschaufeln angebracht sind. Bei der Drehung der Trommel werden die eingefüllten Bewehrungsfasern in Richtung auf die Zuführungsöffnung zu transportiert und dabei gleichzeitig vorvereinzelt. In die Trommel gelan­ gende Nester werden nämlich von den Förderschaufeln erfaßt und dabei durch wiederholte Fallbewegungen inner­ halb der Trommel aufgelockert. Größere Nester werden so zumindest in kleinere Nester zerteilt; ein Großteil der Bewehrungsfasern wird schon beim Passieren der Trommel vereinzelt. Die axiale Förderbewegung innerhalb der Trommel wird dadurch erreicht, daß die Förderschaufeln an deren Innenwandung schraubenlinienförmig als För­ derschnecke angebracht sind. Die durch die Trommel hindurchgeförderten Bewehrungsfasern verlassen die Trommel durch eine axiale Ausgabeöffnung und werden dem Luftförderrohr zugeführt.

Eine weitere, vorteilhafte Gestaltung einer erfindungs­ gemäßen Vorrichtung erhält man dadurch, daß anstelle der Trommel ein Schüttelrost angeordnet ist. Aus den Verpackungseinheiten werden die Bewehrungsfasern, die in diesem Zustand oftmals sehr stark agglomeriert sind, d. h. große, kompakte Nester bilden, auf das Schüttel­ rost gegeben. Durch die Schüttelbewegung des Schüttel­ rostes gelangen die Bewehrungsfasern jeweils in den Totpunkten der Bewegung in einen kurzzeitigen Schwebe­ zustand. Dabei lösen sich die agglomerierten Beweh­ rungsfasern, größere Nester zerfallen beim anschließen­ den Auftreffen auf das Rost in kleinere Nester. Zum Teil werden die Bewehrungsfasern auch an dieser Stelle schon vereinzelt. Durch diese Vorvereinzelung wird eine größtmögliche Sicherheit bei der endgültigen Vereinze­ lung im Luftförderrohr gegeben.

Zweckmäßigerweise wird der Antriebsmechanismus des Schüttelrostes derart ausgelegt, daß die Roste des Schüttelrostes derart angetrieben sind, daß sie langsa­ me Aufwärts- und schnelle Abwärtsbewegungen ausführen. Aufgrund ihrer Massenträgheit verharren nämlich die auf dem Schüttelrost befindlichen Bewehrungsfasern, die zu Nestern agglomeriert sind, einen kurzen Augenblick in Schwerelosigkeit, wenn das Schüttelrost nach der langsamen Aufwärtsbewegung eine schnelle Abwärtsbewe­ gung ausführt. Im Schwebezustand, d. h. während der kurz­ zeitig wirkenden Schwerelosigkeit, wirken zwischen den Bewehrungsfasern geringere Haftkräfte, so daß auftre­ tende Nester beim anschließenden Auftreffen auf das Rost durch ihre Schwerkraft zerlegt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Aus­ führungsform einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrich­ tung in einer zweiten Ausführungsform.

Zur besseren Veranschaulichung ist die Fördervorrich­ tung in Fig. 1 teilweise transparent dargestellt. In dieser Zeichnung ist die erfindungsgemäße Zuführungs­ vorrichtung als ganzes mit dem Bezugszeichen 1 verse­ hen. Die Zuführungsvorrichtung 1 weist ein gegen die Schwerkraft nach oben gerichtetes Luftförderrohr mit einer Schwebestrecke 2a auf. Mittels eines motorgetrie­ benen Gebläses 3 wird am unteren Ende des Luftförder­ rohrs 2 Luft eingespeist. An seinem oberen Ende ist das Luftförderrohr 2 bogenförmig abgekrümmt und mündet in einer Austragsöffnung 4. Dabei besteht das austragssei­ tige Endstück 5 des Luftförderrohrs 2 zweckmäßig aus flexiblem Material.

Im Bereich oberhalb des motorgetriebenen Gebläses 3 ist eine Zuführungsöffnung 6 in das Luftförderrohr 2 einge­ bracht. Vor der Zuführungsöffnung 6 ist eine Transpor­ trutsche 7 angeordnet, die zur Zuführungsöffnung 6 hin abfällt. Mit ihrem oberen Ende ragt die Transportrut­ sche 7 in eine axiale Ausgabeöffnung 8 einer motorge­ triebenen drehbaren Trommel 9.

Die drehbare Trommel 9 ist ebenfalls zur Zuführungsöff­ nung 6 hin geneigt angeordnet. An ihrer Innenwandung sind Förderschaufeln 10 angebracht.

Die Einfüllöffnung 11 der Trommel 9 ist an einen Ein­ fülltrichter 12 angeschlossen.

Die gesamte Zuführungsvorrichtung ist als mobiles Gerät konzipiert und zu diesem Zwecke mit Laufrädern 13 versehen.

Ein schematischer Schnitt durch eine erfindungsgemäße Zuführungsvorrichtung in einer zweiten Ausführungsform ist in Fig. 2 dargestellt. Hierbei sind identische Be­ standteile mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen. Wie auch die Zuführungsvorrichtung 1 gemäß Fig. 1 weist diese einen Einfülltrichter 12 auf. Dieser mündet im Gegensatz zu Fig. 1 jedoch direkt in die Zu­ führungsöffnung 6 in dem Luftförderrohr 2.

Zusätzlich ist vor dem Einfülltrichter 12 ein Schüttel­ rost 14 angeordnet. Das Schüttelrost 14 wird über einen Motor 15 und ein Getriebe 16 derart angetrieben, daß das Schüttelrost 14 langsam aufwärtsbewegt wird und dann schnell in seiner Ausgangslage herunterfällt.

Zum Betrieb der erfindungsgemäßen Zuführungsvorrichtung 1 gemäß Fig. 1 wird zunächst das motorgetriebene Geblä­ se 3 eingeschaltet. Dadurch entsteht in dem Luftförder­ rohr 2 ein aufwärts gerichteter Luftstrom, der über die Austragsöffnung 4 nach außen gelangt.

Der Antrieb der motorgetriebenen drehbaren Trommel 9 wird ebenfalls eingeschaltet, wodurch die drehbare Trommel 9 in Rotation versetzt wird.

Als nächstes werden Bewehrungsfasern in den Einfüll­ trichter 12 eingefüllt. Über die axiale Einfüllöffnung 11 gelangen sie in die sich drehende Trommel 9. Dabei werden sie von den Förderschaufeln 10 wiederholte Male im Innern der Trommel 9 angehoben und fallengelassen. Hierdurch werden größere Nester von Bewehrungsfasern in kleinere Nester zerlegt bzw. sogar in einzelne Beweh­ rungsfasern vorvereinzelt.

Die derart vorvereinzelten Bewehrungsfasern gelangen über die axiale Ausgabeöffnung 8 auf die Transportrut­ sche 7. Auf dieser rutschen sie bis vor die Zuführung­ söffnung 6 in dem Luftförderrohr 2. Aufgrund der in dem Luftförderrohr 2 herrschenden Luftströmung werde die Bewehrungsfasern durch die Zuführungsöffnung 6 ins Innere des Luftförderrohrs 2 und damit in den aufwärts­ gerichteten Luftstrom eingesaugt.

Die durch die Zuführungsöffnung 6 in das Luftförderrohr 2 gelangten Bewehrungsfasern schweben zunächst im Luft­ strom. Dabei lösen sie sich voneinander, so daß even­ tuell noch zusammenhängende, kleinere Nester innerhalb der Schwebestrecke 2a des Luftförderrohrs 2 im Luft­ strom schwebend in vereinzelte Bewehrungsfasern zer­ trennt werden.

Die Geschwindigkeit des von dem motorgetriebenen Geblä­ ses 3 erzeugten Luftstroms ist derart bemessen, daß die zunächst innerhalb der Schwebestrecke 2a schwebenden Bewehrungsfasern entgegen der Schwerkraft beschleunigt werden. Zusammen mit dem Luftstrom verlassen die völlig vereinzelten Bewehrungsfasern das Luftförderrohr 2 durch die Austragsöffnung 4, die am Ende des Endstücks 5 angeordnet ist.

Das Endstück 5 ragt mit der Austragsöffnung 4 in einen nicht dargestellten Einfülltrichter eines Betonmi­ schers. Die aus der Austragsöffnung 4 austretenden Bewehrungsfasern gelangen vereinzelt in die Betonmi­ schung, mit der sie gleichmäßig vermischt werden. Man erhält somit die gewünschte statistische Verteilung der Bewehrungsfasern in der Betonmischung.

Beim Betrieb einer erfindungsgemäßen Zuführungsvorrich­ tung 1 gemäß Fig. 2 werden die Bewehrungsfasern zu­ nächst auf das Schüttelrost 14 gegeben. Nach der Inbe­ triebnahme eines Motors 15 führt das Schüttelrost 14 Schüttelbewegungen aus. Dabei wird zunächst eine Ecke des Schüttelrostes 14 langsam angehoben, um daran an­ schließend schnell in die Ausgangslage herunterzufal­ len. Derartige Auf- und Abwärtsbewegungen werden an den einzelnen Ecken des Schüttelrostes 14 periodisch nach­ einander ausgeführt. Dadurch verharren die auf dem Schüttelrost 14 befindlichen Bewehrungsfasern jeweils kurzzeitig in schwerelosem Zustand, d. h. sie schweben. Die dabei gelockerten Nester fallen im nächsten Schritt auf das Schüttelrost 14 und zerfallen dabei in kleinere Nester oder sogar in einzelne Bewehrungsfasern, die die Maschen des Schüttelrostes passieren und in den Ein­ fülltrichter 12 gelangen.

In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform einer Zuführungsvorrichtung 1 gelangen die durch das Schüt­ telrost 14 vorvereinzelten Bewehrungsfasern über die Zuführungsöffnung 6 direkt in das Luftförderrohr 2. Beim Durchgang durch die Schwebestrecke 2a innerhalb des Luftförderrohrs 2 werden sie endgültig vereinzelt, wie schon bei Fig. 1 beschrieben.

Alternativ ist natürlich auch die Anbringung eines Schüttelrostes 14 vor dem Einfülltrichter 12 einer Zu­ führungsvorrichtung 1 gemäß Fig. 1 möglich.

Claims (10)

1. Vorrichtung für die Zuführung von Bewehrungsfa­ sern zu einer in einem Misch- oder Transportbehälter befindlichen Betonmischung, dadurch gekennzeichnet, daß im Bewegungsweg der Bewehrungsfasern mindestens eine Schwebestrecke (2a) angeordnet ist, in welcher die zwischen den Bewehrungsfasern wirkenden Kräfte derart reduziert sind, daß die Bewehrungsfasern vereinzelt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schwebestrecke (2a) als gegen die Schwerkraft gerichtetes Luftförderrohr (2) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftförderrohr (2) am unteren Ende mit einer Lufteinspeisung (3), am oberen Ende mit einer Austragsöffnung (4) und im Bereich der Luftein­ speisung (3) mit mindestens einer Zuführungsöffnung (6) für die Bewehrungsfasern versehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß vor der Zuführungsöffnung (6) eine Einga­ be- und Transporteinrichtung (7) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Eingabe- und Transportvorrichtung (7) eine auf die Zuführungsöffnung (6) gerichtete Luftför­ derstrecke aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Luftförderstrecke mit einem Teilluft­ strom des Luftförderrohres (2) betrieben wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Luftförderstrecke von einem separaten Gebläse gespeist wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zuführungs- und Transportvorrichtung (1) eine in Förderrichtung geneigte, drehbare Trommel (9) mit axialen Einfüll- und Ausgabeöffnungen (11, 8) enthält, an deren Innenwandung Förderschaufeln (10) angebracht sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß anstelle der Trommel (9) ein Schüttelrost (14) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Roste des Schüttelrostes (14) derart angetrieben sind, daß sie langsame Aufwärts- und schnelle Abwärtsbewegungen ausführen.