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Diese
Erfindung bezieht sich auf Spritzdüsen und insbesondere auf solche
für die
Verwendung beim Spritzen zementhaltiger Zusammensetzungen, wie Beton.
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Spritzdüsen zum
Zweck der Ausbringung zementhaltiger Zusammensetzungen, wie Spritzbeton, enthalten
gewöhnlich
eine Einrichtung zum Einspritzen einer Flüssigkeit in die Zusammensetzung.
Im sog. "trockenen
Verfahren", bei
dem eine trockene Spritzmischung zur Düse gefördert wird, besteht die Flüssigkeit
hauptsächlich
aus Wasser, häufig
mit Beimischungen, z.B. Beschleunigern, die darin gelöst oder
dispergiert sind. Beim "nassen
Verfahren", bei dem
ein nasses Gemisch (in der Wasser bereits hinzugefügt ist)
zur Düse
gefördert
wird, ist die Flüssigkeit
im Allgemeinen eine Lösung
oder Dispersion von Beimischungen. Diese Flüssigkeitseinspritzung wird gewöhnlich durch
ein Flüssigkeitszuführrohr ausgeführt, das
Flüssigkeit
in die Zusammensetzung durch eine Öffnung in der Düse einspritzt.
Die Menge an hinzuzufügender
Flüssigkeit
kann mittels eines Ventils im Zuführrohr verändert werden. In einem solchen Fall ändert die
Verstellung des Ventils den Einspritzdruck der zugeführten Flüssigkeit,
was die Einspritzgeschwindigkeit der Flüssigkeit verändert, während der
Querschnitt der Öffnung
unverändert
bleibt, so dass die Eindringtiefe der Flüssigkeit in den Strom der Zusammensetzung,
der durch die Düse
strömt, verändert wird.
Dieses stört
die Homogenität
der Zusammensetzung, sobald der Einspritzdruck nicht mehr ausreichend
hoch ist, um die Zusammensetzung homogen zu befeuchten.
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Dieses
Problem ist allgemein bekannt, und man hat lange nach einer Lösung hierfür gesucht. Eine
vorgeschlagene Vorrichtung hat eine ringförmige Öffnung, deren Spaltbreite nur
verändert
werden kann, wenn die Düse
demontiert wird, d.h. vor Aufnahme des Betriebs. Eine Änderung
der Spaltbreite bedingt daher eine lange Unterbrechung des Betriebs,
so dass weder Schwankungen in der Zusammensetzung des Betons noch
Schwankungen des Flüssigkeitsdrucks
dann ausgeglichen werden können,
wenn es gewünscht
wird.
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Eine
Weiterentwicklung wird durch eine Konstruktion mit mehreren Öffnungen
dargestellt, deren Austrittsquerschnitt im Betrieb von außen eingestellt werden
kann. Diese Konstruktion hat ihre Vorteile, aber auch Nachteile,
von denen einer die Tatsache ist, dass die Bedienperson der Einheit
den Öffnungsquerschnitt
einstellen muss, um die gewünschte Menge
an Flüssigkeit
abzugeben, was ein großes Maß an Konzentration
während
der Arbeit sowie Erfahrung beim Betrieb solcher Einheiten erfordert.
Ein noch weiterer Nachteil besteht in der Tatsache, dass die Öffnungen
leicht verstopfen, was die Ausströmgeschwindigkeit an den anderen Öffnungen
aufgrund der Druckzunahme ändert,
und als Folge muss die gesamte Einheit demontiert werden, um die Öffnungen
zu reinigen. Ein weiterer Nachteil ist, dass weil die Einheit nur
wenige Öffnungen
einstellbaren Querschnitts hat, die Zusammensetzungsströmung radial nicht
durchgehend befeuchtet wird und daher nicht homogen ist.
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Eine
weitere bekannte Spritzdüse,
die in der veröffentlichten
britischen Anmeldung GB 2 229 653 beschrieben ist, enthält zwei
koaxiale Rohre, von denen eines fest und das andere beweglich jedoch elastisch
gegen das erste gedrückt
ist. Die Zuführung von
Flüssigkeit
zur Einspritzung in eine spritzbare Zusammensetzung drückt das
bewegliche Rohr von dem festen Rohr weg, so dass ein ringförmiger Kanal gebildet
wird, durch den die Flüssigkeit
in die spritzbare Zusammensetzung eintreten kann. Wenn der Druck
zunimmt, nimmt auch die Weite des Kanals zu, so dass eine fast konstante
Ausströmgeschwindigkeit
garantiert wird. Eine solche Düse
mit vielen Einzelteilen ist jedoch kompliziert, und sie ist teuer
und zu unpraktisch, um allgemein akzeptiert zu werden.
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Es
hat sich nun erwiesen, dass es möglich ist,
eine Spritzdüse
herzustellen, die im Wesentlichen frei von den Nachteilen des Standes
der Technik ist. Die Erfindung gibt deshalb eine Spritzdüse der Art an,
die dazu eingerichtet ist, eine Flüssigkeit in ein von ihr ausgespritztes
Material zuzuführen,
und die eine rohrförmige
Spritzleitung aufweist, um deren Umfang in einer Ebene senkrecht
zur Richtung der Materialströmung
eine ringförmige
Flüssigkeitszuführöffnung angeordnet
ist, die von einem Zuführrohr über ein
ringförmiges
Reservoir versorgt wird, das die rohrförmige Spritzleitung in der
Nachbarschaft der Zuführöffnung umgibt,
dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführöffnung flüssigkeitsdicht durch ein nachgiebiges
Material verschlossen ist, das durch Flüssigkeitsdruck geöffnet werden
kann und dessen Öffnungsgrad,
und daher die Menge an dem Material hinzu geführter Flüssigkeit, proportional oder
linear mit steigendem Flüssigkeitsdruck
zunimmt.
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Die
Düse nach
dieser Erfindung hat zahlreiche Vorteile; sie besteht aus relativ
wenigen Einzelteilen, ist wirksam und ist im Gebrauch robust und
zuverlässig.
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Die
Spritzdüse
nach der Erfindung enthält eine
Spritzleitung und Einrichtungen, die um diese angeordnet sind, um
Flüssigkeit
durch eine ringförmige
Flüssigkeitszuführöffnung mit
selbsteinstellendem Ausströmquerschnitt
in das gespritzte Material mit einer Einspritzgeschwindigkeit der
Flüssigkeit
in das Material einzuspritzen, die unabhängig von jener der Eintrittsgeschwindigkeit
der durch die Spritzdüse
zugeführten
Flüssigkeit
ist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist das nachgiebige Material in Form einzelner Segmente
vorhanden, die unabhängig
voneinander beweglich sind und die sich gleichförmig unter Flüssigkeitsdruck öffnen. Bevorzugt
sind diese Segmente so gestaltet, dass unter Flüssigkeitsdruck ein fast ununterbroche ner
ringförmiger
Spalt geöffnet wird,
so dass der Eintritt eines ringförmigen
Flüssigkeitsstroms
in das von der Düse
gespritzte Material möglich
wird.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
enthält
die Düse
eine zylindrische Spritzleitung mit einer Flüssigkeitszuführung, wobei
die Spritzleitung zwei Sektionen aufweist, zwischen denen koaxial
damit ein Membranring eingesetzt ist, der aufweist:
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- (i) ein Basiselement aus einem steifen Ring,
auf einer Seite flach und mit einem äußeren und einem inneren Umfang,
wobei die flache Seite an das Ende der einen Sektion anstößt, und
der auf der anderen Seite und senkrecht dazu mehrere identische,
im Wesentlichen gleichmäßig beabstandete,
radial angeordnete Rippen aufweist, die in Richtung des inneren
Umfangs schmaler werden und in Spitzen enden, die auf oder nahe
dem inneren Umfang liegen; und
- (ii) eine durchgehende, flexible Membran, die den Raum zwischen
jedem Paar Rippen füllt
und die gleiche Höhe
wie die Rippen hat und dazu eingerichtet ist, an das Ende der anderen
Leitungssektion anzustoßen;
- so dass die Rippen und die Membran dazwischen eine Serie flexibler
Segmente bilden und die Flüssigkeitszuführung zu
diesen Segmenten durch Kanäle
erfolgt, die in jener Leitungssektion ausgebildet sind, die die
Membran berührt,
und die mit der Flüssigkeitszuführung in
Verbindung sind.
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Gemäß der Erfindung
wird die der Düse
zugeführte
Flüssigkeit über die
Kanäle
zu den flexiblen Segmenten so gerichtet, dass die unter Druck hindurchgehende
Flüssigkeit
die Membran zusammendrückt
und dadurch einen Spalt zwischen der Membran und der Leitungssektion öffnet und
Zugang zu dem zu spritzenden Material erhält.
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Die
flexible Membran füllt
den Raum zwischen den Rippen und liegt auf gleicher Höhe wie deren
Scheitel und bildet mit den Rippen effektiv einen dicken zusammengesetzten
Ring, der aus einer Serie flexibler Segmente besteht, die durch
unflexible Rippen voneinander getrennt sind. Mit "flexibel" ist hier gemeint,
dass sie ausreichende Flexibilität
haben, um unter dem Druck der der Membran zugeführten Flüssigkeit ausreichend zusammengedrückt zu werden,
um einen Spalt auszubilden und das Entweichen von Flüssigkeit
zu ermöglichen.
Die flexible Membran besteht daher aus einem elastomeren Material,
das auch dauerhaft (jener Abschnitt, der an den Innendurchmesser
des Rings anschließt,
ist in direktem Kontakt mit dem zu spritzenden Material), hydrophob
und chemisch resistent sein sollte. Ein speziell bevorzugtes Material
ist ein Polyurethan, sofern jedoch die Leistungsmerkmale beachtet
werden, kann der Fachmann leicht ein geeignetes Material auswählen.
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Ein
bedeutendes Merkmal der Rippen des oben erwähnten Basiselements ist, dass
sie schmaler werden, wenn sie sich dem inneren Umfang des Rings
annähern,
und an Spitzen an oder nahe diesem Umfang enden. Dieses hat die
Wirkung, dass ein nahezu vollständig
kreisförmiges
Spritzmuster erzielt werden kann, was somit sicherstellt, dass das
zu spritzende Material gleichförmig
befeuchtet wird. Sofern dieses Schmaler-werden beachtet wird, ist
die Querschnittsgestalt der Rippen in einer Ebene quer zur Strömung des
zu spritzenden Materials nicht kritisch. Die bevorzugte Gestalt
ist wegen der Einfachheit der Herstellung ein schlankes, gleichschenkeliges
Dreieck.
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Der
Membranring kann bequem durch Spritzen der flexiblen Membran auf
das Basiselement hergestellt werden. Die Rippen helfen da bei, die
flexible Membran am Platz zu halten, sie können jedoch beispielsweise
durch Bohrungen im Basiselement in Richtung der anstoßenden Sektion,
die sich jedoch nicht durch das Basiselement hindurch erstrecken, unterstützt werden.
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Die
dem spritzbaren Material zuzuführende Flüssigkeit
kann die flexiblen Segmente durch eine Serie von Kanälen, einen
pro Segment, erreichen, die von einem ringförmigen Reservoir zu jener Seite der
Spritzleitungssektion laufen, die mit der Membran in Berührung ist.
Der Membranring und die Kanäle können so
gestaltet sein, dass ein Kanalende an ein Membransegment in der
Mitte zwischen den Rippen, die dieses Segment begrenzen, anstößt. Somit
werden unter Flüssigkeitsdruck
die einzelnen Membransegmente zusammengedrückt, so dass sie eine sich im
Umfang erstreckende Einspritzung von Flüssigkeit in das Spritzmaterial
ermöglichen.
Wenn der Flüssigkeitsdruck
zunimmt, werden die Segmente stärker komprimiert,
wodurch die Eintrittsgeschwindigkeit im Wesentlichen konstant gehalten
wird.
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So
lange die oben erwähnten
Merkmale vorhanden sind, ist der tatsächliche Aufbau der Düse nicht
kritisch, und die erfahrene Person erkennt schnell mehrere Konstruktionsmöglichkeiten.
Beispielsweise können
die Kanäle
in einer Spritzleitungssektion ausgebildet sein, oder vorzugsweise können sie
in einer separaten Einheit eingebaut sein, die zwischen den zwei
Sektionen angeordnet ist und an die Membran anstößt.
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In
einer alternativen Anordnung können
die oben erwähnten
Zuführkanäle durch
wenigstens einen Zuführkanal
ersetzt sein, der innerhalb der Düsensektion angeordnet ist,
die an die Membran anstößt, wobei
Flüssigkeitsdruck
der gesamten Oberfläche
der Membran durch einen ringförmigen
Kanal zugeführt
wird, der in jenem Ende der Düsensektion ausgebildet
ist, um so auf die Membran zu treffen, und mit dem Zuführkanal
verbunden ist. Wenn Fluiddruck anliegt, wird der Druck gleichförmig über den Zuführkanal
und den ringförmigen
Kanal auf die Oberfläche
der Membran verteilt, und es wird dort eine im Wesentlichen zusammenhängende Fluidströmung erzielt.
Es ist möglich
und zulässig,
dass nur ein einziger Zuführkanal
vorhanden ist, jedoch hat sich erwiesen, dass zwei solcher Kanäle, die
einander diametral gegenüberliegen,
eine bessere Druckverteilung ergeben, und dieses ist die bevorzugte
Anordnung.
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Die
Einspritzung von Flüssigkeit
in das spritzbare Material kann in einer Ebene erfolgen, die senkrecht
zur Richtung der spritzbaren Materialströmung ist. Es kann häufig vorteilhaft
sein, das Fluid unter einem Winkel einzuspritzen, der nicht senkrecht
zur Richtung der spritzbaren Materialströmung ist, so dass die Fluidzuführung im
Wesentlichen einen Konus anstatt eines Kreises bildet. Dieser Konus kann
in der Richtung der spritzbaren Materialströmung oder entgegengesetzt zu
ihr gerichtet sein. Dieses kann durch Gestaltung der Rippen und
der Membran in einer Weise erzielt werden, dass sie anstelle einer
zusammenhängenden,
flachen, kreisförmigen
Oberfläche
eine zusammenhängende
kegelstumpfförmige
Oberfläche
bilden, wobei die Spitze des Kegels in der Längsachse der spritzbaren Materialströmung liegt.
Das Ende der Spritzdüsensektion, die
an die Membran anstößt, ist
so profiliert, dass es zu dieser Gestalt passt.
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Gemäß einer
speziell bevorzugten Ausführungsform
gibt die Erfindung eine Spritzdüse
insbesondere zum Spritzen von Beton an, umfassend eine rohrförmige Spritzleitung
und darum angeordnete Einrichtungen zum Einspritzen einer Flüssigkeit
in das Gemisch, welche Einrichtung wenigstens einen Abschnitt der
rohrförmigen
Spritzleitung bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung
eine feste zylindrische Hülse
(3,103) und einen Membranring (7,107)
aufweist, der ebenfalls fest ist und an die zylindrische Hülse (3,103)
anstößt und mehrere
nachgiebige Segmente (9,109) aufweist, die zum
Teil die zylindrische Innenseite des Membranrings (7,107) begrenzen
und die gleichmäßig um den
Umfang verteilt sind und deren Flächen an die zylindrische Hülse (3,103)
so anstoßen,
dass die zylindrische Hülse (3,103)
und der Membranring (7,107) eine flüssigkeitsdichte
Dichtung bilden, wobei die zylindrische Hülse (3,103)
an ihrem äußeren Umfang
ein ringförmiges
Reservoir (4,104) aufweist, von dem sich wenigstens
eine Bohrung (5,105) parallel zur Zylinderachse
erstreckt und eine Flüssigkeitsverbindung
zwischen dem ringförmigen
Reservoir und der an den Membranring (7,107) anstoßenden Fläche herstellt, wobei
die nachgiebigen Segmente (9,109) in Bezug auf
die Bohrungen so ausgebildet und angeordnet sind, dass sie vom Druck
der einzuspritzenden Flüssigkeit
gleichförmig
zusammengedrückt
werden können,
so dass ein Spalt jeweils zwischen den anstoßenden Flächen der nachgiebigen Segmente
(9,109) und der Fläche (3b) des Hohlzylinder
(3,103) gebildet wird, dessen Abgabequerschnitt
in der Größe unter steigendem
Druck zunimmt, so dass eine wenigstens annähernd konstante Ausströmgeschwindigkeit
garantiert wird.
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Während die
Düsen der
Erfindung für
das Spritzen jedes Materials nützlich
sind, wo eine Flüssigkeit
in das gespritzte Material an der Düse eingespritzt werden soll,
sind die Düsen
der Erfindung speziell zum Spritzen zementhaltiger Zusammensetzungen
nützlich,
wie beispielsweise Spritzbeton. Obgleich sie speziell für das Spritzen
zementhaltiger Zusammensetzungen nach dem "trockenen" Verfahren geeignet sind, sind sie darüber hinaus
auch zum Spritzen solcher Zusammensetzungen nach dem "nassen" Verfahren nützlich.
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Die
Erfindung gibt daher weiterhin ein Verfahren zum Spritzen einer
zementhaltigen Zusammensetzung auf eine Unterlage nach dem trockenen Verfahren
an, bei dem eine trockene Spritzmischung einer Spritzdüse zugeführt wird,
in der eine Flüssigkeit
in aus reichendem Maße
hinzugefügt
wird, um ein Abbinden der Zusammensetzung zu verursachen, wobei
die Spritzdüse
eine solche ist, wie oben beschrieben.
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Die
Erfindung gibt weiterhin auch ein Verfahren zum Spritzen einer zementhaltigen
Zusammensetzung auf eine Unterlage nach dem nassen Verfahren an,
bei dem eine nasse Spritzmischung einer Spritzdüse zugeführt wird, in der eine flüssige Beimischung
hinzugefügt
wird, wobei die Spritzdüse
eine solche ist, wie oben beschrieben.
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Alle
Teile der Düse
der vorliegenden Erfindung können
vorzugsweise aus bekannten, leicht verfügbaren Materialien unter Verwendung
anerkannter Einrichtungen und Techniken hergestellt werden. Die
fertige Düse
ist im Betrieb günstig
und zuverlässig
und am Einsatzort einfach zu warten und zu bedienen.
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Die
Erfindung wird nun weiter unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Diese Zeichnungen zeigen bevorzugte Ausführungsformen und schränken die
Erfindung in keiner Weise ein. Die nachfolgend geschilderten besonderen
Ausführungsformen
beziehen sich auf eine Düse,
die speziell für das
Spritzen von Beton nach dem trockenen Verfahren eingerichtet ist.
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1 zeigt einen Längsschnitt
durch eine Spritzdüse
nach der Erfindung, d.h. einen Schnitt längs der Linie I–I von 3;
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2 zeigt eine Horizontalprojektion
des Membranrings der in 1 gezeigten
Spritzdüse;
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3 zeigt einen Schnitt längs der
Linie III–III
von 1;
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4 zeigt einen Längsschnitt
durch den Düsenkopf
der in 1 gezeigten Einheit;
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5 zeigt einen Schnitt längs der
Linie V–V von 4;
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6 zeigt einen Längsschnitt
durch eine zweite Ausführungsform
eines Düsenkopfes;
und
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7 zeigt einen Schnitt längs der
Linie VII–VII
von 6.
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Die
in 1 gezeigte und mit
1 gekennzeichnete Spritzdüse
besteht aus einer Düsensektion 14, einem
tubusförmigen
Mantel 2, in dem eine zylindrische Hülse 3 sitzt, und einer
ein Zuführrohr
sichernden Mutter 12, wobei die Düsensektion 14 an dem
tubusförmigen
Mantel 2 durch eine Haltemutter 16 festgehalten
ist. Diese Bauteile bilden zusammen einen zylindrischen Durchgang,
durch den eine trockene Betonspritzmischung durchgeleitet wird.
Die zylindrische Hülse 3 stößt mit ihrer
Schulter 3a an einer ringförmigen Rippe 2a an,
die von der Innenseite des tubusförmigen Mantels vorsteht, und
weist außerdem ein
sich von ihrer zylindrischen Außenseite
nach innen erstreckendes ringförmiges
Reservoir 4 auf, von dem sich radial verlaufende, einander
gleiche Bohrungen 5 in gleichmäßigen Abständen und parallel zur Längsachse
des zylindrischen Durchgangs erstrecken. Diese Bohrungen sind über das
ringsförmige
Reservoir 4 mit einer Verbindungsbohrung 6 verbunden.
Ein Membranring 7 stößt an die
zylindrische Hülse 3 an.
Dieser Membranring weist einen Metallträger 8 auf, der im
Grunde ein flacher Ring mit einem Außendurchmesser und einem Innendurchmesser ist.
Sich senkrecht von einer Seite dieses Ringes auf gleiche Höhe erstreckend
befinden sich auf dem Außendurchmesser
eine ringförmige
Wand 8c und auf der flachen Oberfläche mehrere identische, gleichmäßig beabstandete
und radial angeordnete Rippen 8b. Wie man in 2 erkennt, haben diese Rippen
in Draufsicht die Form schmaler gleichschenkeliger Dreiecke, die
nach innen zum Innendurchmesser zusammenlaufen, wobei die Spitzen
auf dem Innendurchmesser selbst liegen. Der Membranring ist durch
Ausfüllen
des Raumes zwischen den Rippen mit einem elastomeren Polyurethanmaterial
vervollständigt,
um eine ringförmige
Membran zu bilden, deren flache Oberseite, die der flachen Oberfläche des Metallträgers abgewandt
ist, mit den Scheiteln der Rippen 8b und der ringförmigen Wand 8c bündig ist und
deren Innendurchmesser dem des Metallträgers entspricht. Die Rippen 8b teilen
somit die Membran in eine Serie Segmente 9, die sich an
den Spitzen der Rippen treffen. Das Polyurethanmaterial ist hydrophob
und chemisch resistent und ist entsprechend in der Technik allgemeinen
bekannter Parametern so ausgewählt,
dass es sich unter Flüssigkeitsdruck
im erforderlichen Ausmaß verbiegt.
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Wenn
die Düse
durch Zusammenschrauben der Zuführrohrmutter 12,
der Düsensektion 14,
des Mantels 2 und der zylindrischen Hülse 3 zusammengesetzt
ist, dann ist der Membranring 7 in flüssigkeitsdichtem Kontakt zwischen
der Düsensektion 12 sowie
der inneren Hülse 3 und
dem Mantel 2 gehalten, wobei sie direkt an die beiden letztgenannten Bauelemente
anstößt. Ein
Dichtungsring 13 sitzt zwischen der Mutter 12 und
dem Membranring 7.
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Die
Anzahl der Bohrungen 5 gleicht der Anzahl der Rippen 8b (im
vorliegenden Falle jeweils 20), und der Membranring ist so angeordnet,
dass jede Bohrung zwischen zwei Rippen auf die Membran trifft.
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Das
Rohr 11, das mit einem Steuerventil 10 versehen
ist, dient der Zuführung
von Flüssigkeit über die
Bohrung 6 in das ringförmige
Reservoir 4.
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Wenn
der Flüssigkeitsdruck
im Reservoir 4 ausreichend hoch ist, werden die Segmente 9 in
gleichem Umfang zusammengedrückt,
weil auf alle Segmente 9 der gleiche Flüssigkeitsdruck einwirkt. Zwischen
jedem Segment 9 und der Fläche 3b der zylindrischen
Hülse 3 ist
ein Spalt ausgebildet, dessen Breite vom herrschenden Flüssigkeitsdruck
abhängt. von
diesen Spalten wird ein flacher, zirkularer Flüssigkeitsstrom abgegeben, dessen
Breite von der Größe der Segmente 9 abhängt. Weil
die Spitzen der Rippen 8b auf dem Innendurchmesser des
Rings liegen, wird dort ein im Wesentlichen durchgehender ringförmiger Spalt
m mit gleichmäßiger Spaltbreite gebildet,
der zu einem ringförmigen
und homogenen Flüssigkeitsstrom
führt.
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5 zeigt, dass die einzelnen
Segmente 9 des Membranrings 7 jeweils einer Bohrung 5 entsprechen.
Diese Konstruktion hat den Vorteil, dass der an dem ringförmigen Reservoir 4 ankommende
Flüssigkeitsstrom
in senkrecht zu den Segmenten 9 gerichtete Flüssigkeitsströme aufgeteilt
wird. Diese Flüssigkeitsströme erzeugen
die Kraft, die notwendig ist, um die Segmente 9 zusammenzudrücken. Dabei
kann die Strömungsgeschwindigkeit
der aus dem ringförmigen
Spalt abgegebenen Flüssigkeit
optimiert werden, d.h. es kann eine hohe Einspritzgeschwindigkeit erzeugt
werden, die es möglich
macht, dass wenigstens ein Teil der Wasserströmung, die aus dem ringförmigen Spalt
m abgegeben wird, in das Zentrum der Betonmischung eindringt.
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In
einem drucklosen Zustand berühren
sich die nachgiebigen Segmente 9 und der Metallträger 8 der
zylindrischen Hülse 3 flüssigkeitsdicht,
ohne einen Spalt zu bilden, so dass die einander gegenüberstehenden
Flächen
des Membranrings 7 und der zylindrischen Hülse 3 gegen
Verunreinigungen geschützt
sind, die von Material verursacht werden, das möglicherweise in dem Durchgang
für das
Gemisch vorhanden ist.
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Wenn
ein auf den Membranring 7 wirkender Flüssigkeitsdruck über das
Steuerventil 10 aufgebaut wird, d.h. Flüssigkeit in das ringförmige Reservoir 4 eingeleitet
wird, strömt
sie durch die Bohrungen 5 auf die Segmente 9 in
Richtung des Pfeiles 21, was zur Folge hat, dass diese
Segmente unter einem konstanten Druck stehen und den oben erwähnten ringförmigen Spalt
m ausbilden, aus dem die Flüssigkeit als
ein homogener, ringförmiger
Flüssigkeitsstrom
in Richtung des Pfeiles 22 abgegeben wird, so dass die Betonmischung,
die in Richtung des Pfeiles 23 – oder möglicherweise in entgegengesetzter
Richtung – durch
den zylindrischen Durchgang geleitet wird, befeuchtet wird. Die
Breite des ringförmigen
Spaltes m hängt
insbesondere von der Flüssigkeitsmenge
ab, die pro Zeiteinheit durch das Reservoir 4 geleitet wird,
und nimmt mit dieser zu. Aufgrund der Tatsache, dass der Abgabequerschnitt
der einzuspritzenden Flüssigkeit
in Abhängigkeit
von der Spaltbreite mit steigendem Druck zunimmt, wird eine wenigstens annähernd konstante
Ausströmgeschwindigkeit
erzeugt, die unabhängig
von der Strömungsrate
ist. Dieses bedeutet, dass nur das Steuerventil 10 als Einrichtung
zur Veränderung
der Strömungsrate
bei konstanter Ausströmgeschwindigkeit
dient.
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Sollte
der ringförmige
Spalt m zwischen der zylindrischen Hülse 3 und dem Membranring 9 verunreinigt
oder verstopft sein, entfernt man die Verbindungsmutter 12 vom
Mantel 2, so dass der Membranring 7 und die zylindrische
Hülse 3 aus
der Mantelöffnung
entnommen werden können
und die Verunreinigungen leicht ausgespült oder der Membranring leicht
ersetzt werden kann.
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Im
Falle, dass die Ebene der vorerwähnten Oberflächen der
zylindrischen Hülse 3 und
des Membranrings 7 senkrecht zur Strömungsrichtung des zu spritzenden
Materials verläuft,
wird eine flache, ringförmige
Wasserströmung
erzeugt, wie oben beschrieben. Sollten die Oberflächen eine
kegelstumpfförmige
Gestalt haben, wird eine kegelstumpfförmige Wasserströmung erzeugt.
Bei dieser Ausführungsform
kann die spezielle Flüssigkeitsströmung stromaufwärts oder
stromabwärts
in das spritzbare Gemisch gerichtet werden; die Wahl hängt von
der jeweiligen Anwendung ab.
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Eine
Anordnung zum Erzeugen einer solchen Wasserströmung ist in den 6 und 7 dargestellt. Gemäß diesen Figuren besteht diese
Anordnung ebenfalls aus einer zylindrischen Hülse 103 mit einem
ringförmigen
Reservoir 104 und einem Membranring 107. Das oben
beschriebene Prinzip gilt auch für
diese Anordnung und soll nicht nochmals, sondern nur in Bezug auf
die Merkmale beschrieben werden, die die Anordnung von der oben
genannten unterscheiden. Für
die Erzeugung einer kegelstumpfförmigen
Flüssigkeitsströmung sind
der Hohlzylinder 103 und der Membranring 107 (und
deshalb die Rippen 109) mit zueinander passenden kegelstumpfförmigen Oberflächen versehen.
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Die 6 und 7 zeigen eine weitere Möglichkeit
für die
Zuführung
der Flüssigkeit
in den Gemischdurchgang. Aus dem ringförmigen Reservoir 104 der zylindrischen
Hülse 103 verlaufen
zwei diametral gegenüberliegende
Bohrungen 105, die parallel zur Rohrachse sind. Diese Bohrungen
führen
in eine Ringnut 106, 117 der zylindrischen Hülse 103.
Diese Ringnut 106, 117 steht dem Membranring 107 gegenüber und
teilt die Flüssigkeit
im Betrieb der Einheit auf die nachgiebigen Segmente 109 auf.
Selbst beim Zuführen
von Flüssigkeit
wirkt der gleiche Flüssigkeitsdruck
natürlich
auf alle Segmente 109, so dass eine homogene Flüssigkeitsströmung und
ein Flüssigkeitsfilm
mittels dieses Düsenkopfes
erzeugt werden.
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Es
sei schließlich
erwähnt,
dass die in den 1 bis 7 beschriebenen Einheiten
und Düsenköpfe nur
einen Bereich zahlreicher möglicher
Ausführungsformen
der Erfindung darstellen und in mannigfaltiger Hinsicht verändert werden
können.
Der Fachmann erkennt leicht viele Arten von Modifikationen, die
sämtlich
innerhalb der Grenzen dieser Erfindung liegen.
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So
können
die Anzahl der Bohrungen 5 der zylindrischen Hülse 3,
die in den 1 bis 5 beschrieben ist, und folglich
auch die Anzahl der dazu passenden nachgiebigen Segmente 9 anders
sein. Diese Anzahl kann beispielsweise 16, 18, 24 oder 32 sein.
Es ist auch möglich,
einen zusätzlichen
Dichtungsring zwischen die zylindrische Hülse 3 und dem Membranring 7 einzufügen.
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Außerdem besteht
auch die Möglichkeit
der Kombination zahlreicher Formen und Gestaltungen beider in den 1 bis 7 beschriebenen Düsenköpfe und, falls notwendig, einer
Modifikation der in den 1 bis 4 beschriebenen Düse derart,
dass sie im Betrieb eine kegelstumpfförmige Flüssigkeitsströmung erzeugt,
oder einen Düsenkopf
für die
Erzeugung einer ringförmigen
Flüssigkeitsströmung zu
verwenden, der eine Ringnut zum Zuführen der Flüssigkeit in der in den 6 und 7 beschriebenen Weise aufweist.