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Verfahren und Vorrichtung zum Fördern, Mischen und Verteilen . von
Beton Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Fördern. Mischen und Verteilen
von abbindefähigen Massen, insbesondere von Betonmischungen, wie sie bei der Herstellung
von Bauwerken, \-ornehmlich von Großbauten, verwendet werden.
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Bei der Herstellung von Bauwerken, insbesondere bei Großbauten, werden
gewaltige Mengen von abbin.defähigen Gemischen verarbeitet. Di.-Kirderung, da; innige
Durchmischen und das Verteilen dieser Massen ist gerade bei Großbauten ein nicht
nur wichtiges, sondern auch schwieriges Problem.
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Bekannt ist die Förderung und Verarbeitung von Betonmischungen mit
Hilfe von Pumpen, welche an entsprechende Förderleitungen angeschlossen werden.
In der Regel sind jedoch Betonmischungen mir <lann pumpbar, we»ti sie flüssig,
höchstens aber plastisch sind. Aus bautechnischen Gründen ist eine solche Beschaffenheit
der Betonmischung nicht immer erwünscht, da wasserreicher Beton in der Regel der
notwendigen Festigkeit ermangelt. Hinzu kommen die Schwierigkeiten durch die Verstopfung
der Förderleitungen, die die Rentabilität einer Betonpumpanlage stark belasten.
Außerdem sind Entmischungen. des Betons nicht ganz auszuschalten. Durch diese wird
die Qualität des derart geförderten Betons stark beeinträchtigt.
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Es ist weiterhin bekannt, Betonmischungen den Verbrauchsstellen auf
mechanischem Wege mit Hilfe von Gießrinnen zuzuführen. Die diesbezüglichen bekannten
Anlagen bestehen aus einem in der Regel ortsfesten turmartigen Fördergerüst, an
welchem ein Ausleger angebracht ist, dier als Träger für die Gießrinnen dient. Letztere
sind
derart geneigt angeordnet, daß der am einen Ende der Gießrinne
aufgegebene Beton unter dem Einfluß seines Eigengewichtes selbsttätig an die Verbrauchsstelle
rutscht. Einrichtungen dieser Art werden heute kaum mehr verwendet und von den meisten
Bauaufsichtsbehörden abgelehnt, da die Qualität des Betons durch die während des
Rutsch-bzw. Gießvorganges auftretenden starken Entinischungen derart beeinträchtigt
wird, daß die mit derartigen :\nlagen erreichten Betonfestigkeiten sehr stark schwanken
und eine bestimmte einheitliche Betongüte nicht erreicht werden kann. Der übermäßig
hohe, aber zur Erreichung des Gießvorganges notwendige Wasserzusatz beeinträchtigt
außerdem stark die Betonqualität.
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Mit Rücksicht auf die aufgezeigten Schwierigkeiten ist man in letzter
Zeit unter Preisgabe der Vorteile, die sich aus einer weitgehenden Mechanisierung
des Fördervorganges ergeben, vor allem 1:i der Errichtung von Großbauten, wieder
zu primitiveren Arbeitsmethoden zurückgekehrt. -Man verwendet nämlich einfache Förderkübel
oder Kipploren, die von Hand auf entsprechenden Gleisen verfahren werden, oder man
benutzt Hebezeuge der verschiedenen Art, die mit Beton gefüllte Fördergefäße an
die Verbrauchsstellen hinführen. Dort wird der Beton, und, zwar meist von Hand,
in die Schalung eingekippt.
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Die Erfindung bricht mit dem in der Fachwelt bestehenden Vorurteil
hinsichtlich der Schwierigkeiten, die der Lösung der Aufgabe entgegenstehen, die
Förderung, Mischung und Verteilung von abbindefähigen Massen auf mechanischem Wege
durchzuführen, und geht von der Erkenntnis aus, daß es doch gelingt, auch solche
Betonmischungen, deren mechanische Förderung und Verteilung aus den dargelegten
Gründen für praktisch kaum durchführbar gehalten wurde, rationell zu fördern, zu
mischen und zu verteilen.
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Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe in erster Linie dadurch,
daß die gegebenenfalls vorgemischten Stoffe, z. B. Zement, Sand und andere Zuschläge,
selbsttätig mit Hilfe von mechanischen Fördermitteln vermöge eines diesen Fördermitteln
erteilten Antriebsimpulses fortbewegt und an der Verbrauchsstelle ausgetragen werden,
wobei auf dem gesamten Weg zwischen Übergabe und Austragstelle oder aber zum mindesten
auf einem Teil dieses Weges neben der Förderung auch ein innig; s Durchmischen der
abbindefähigen Massen erzwungen wird. , Erfindungsgemäß hat es sich als zweckmäßig
erwiesen, bei diesem Verfahren einen Teil der Gemischbildner, also vor allem das
Wasser, erst im Laufe des Förder- und Mischvorganges zuzugeben. Dadurch, daß man
das Ausmischen und Annässen des Betons direkt über die Verarbeitungsstelle verlegt,
wird erreicht, daß stets frischer und in ;einer Mischung einwandfreier Beton zur
Verarbeitung gelangt.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform zur Durchführung des neuen Verfahrens
wird das Fördern, Mischen und Verteilen der a'bbindefähigen Massen ganz oder teilweise
mit Hilfe eines von einer zelitralen Aufgabestelle aus beschickten, um seine Längsachse
rotierenden, innen mit Leitblechen besetzten Xlisch- und Förderrohres oder mit Hilfe
einer Mehrzahl solcher Rollre vorgenommen. Unter Umständen kann ntan sich aber für
die gleichzeitig mit einer intensiven Durchmischung verbundene hörderung der abbindefähigen
\lassen auch eitler oder mehrerer Fi>rclerschnecken bedienen, die in entsprechend
ausgehildeten Rinnen angeordnet werden. Besonders li-cwährt hat sich ein Verfahren,
bei welchem die \lassen trocken oder in er(lfeuclitei- Aufbereitung zunächst auf
Förderbänder aufgegclpen und eist kurz vor der Austragstelle in ein uni seine Längsachse
rotierendes, innen mit entsprechenden Leitblechen besetzte: Misch- und Für;lerrolir
überführt werden, in welchem gleichzeitig auch (las zur Herstellung des atistragsfertigeil
Gemisches erforderliche Wasser zugesetzt wird.
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Die Verwendung von Schnecken zur Förderuilg von 1lassen.giitern ist
ebenso wie die Anwendung von Mischtrommeln, die uni ihre Längsachse rotieren, -auf
den verschiedensten Gebieten der Technik seit langem bekannt. Gleichwohl bestanden
offenbar bisher starke Hemmungen, diese an sich bekannten Dlittel vier Lösung der
iln vorliegenden Zusammenhang bestehenden Sonderaufgaben dienstbar zu machen. Das
mag zum Teil seinen Grund darin haben. daß bei dvit Sachverständigen des hier interessierenden
Gebietes. also vor allem des Iiaugew-crl>es Vorurteile gegen die Verwendung dieser
\littel gerade zur F(*ir(lerung. Durchmischung und Verteilung von abbindefähigen
Massen bestanden haben. Die Erfindung bricht mit diesen Vorurteilen und macht die
erwählten Mittel den Sonderzwecken, um die es sich hier handelt, dienstbar, und
zwar unter Erzielung von wesentlichen, nicht ohile weiteres vorauszusehenden Vorteilen.
Diese bestehen vor allem darin, daß eine weitgehende \lechanisierung des För'der-,
Misch- und Verteilungsvorganges unter gleichzeitiger Loslösung von allen Findungen
an eine bestimmte Beschaftenheit der zti verarbeitenden Betonmischung erzielt wird.
Durch die Erfindung gelingt es ohne weiteres. auch Betonmiscliungen zu fördern,
zu mischen und zu verteilen, die lediglich erdfeucht sind und deren Weiterleitung
und Förderung auf niechanischein Wege bisher mehr oder weniger für unmöglich gehalten
worden ist. Das niag zum Teil darauf zurückzuführen sein, daß die verwendeten Fö
rdermittel im vorliegenden Fall gleichzeitig auch eine wirksame Durcharbeitung des
Gutes vornelmien, wobei ein unerwünschtes Entniisclien w-;ilirend der Förderung
ausgeschlossen wird.
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Gegenstand der Erfindung ist weiterhin die mit zusätzlichen Vorteilen
verbundene besondere bauliche Gestaltung von Einrichtungen zur Durchführung des
erfindungsgelnä ßen Verfahrens.
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Insoweit besteht <las Neue vor allem iii einem Fördermast, in welchem
ein Ausleger in senkrechter Richtung verste11bar angeordnet ist, der aus
zwei
o(1-,r mehreren einknickbar ausgebildeten Arnun besteht, die unabhängig voneinander
in horizontaler Ebene derart schwenkbar sind, daß das vordere Ende des Auslegers
jeden Punkt des zu errichtenden Bauwerkes zu bestreichen vermag, wobei die genannten
Ausleger die Träger der bereits erwähnten Fördermittel bilden, .die die auf sie
aufgegebenen oder von ihnen aufgenommenen Massen fortliewcgen und nach inniger Durchmischung
am Ende des vorderen Auslegerarmes unmittelbar an die Verbrauchsstellen abgeben.
Dadurch wird, und zwar unter Beibehaltung einer kontinuierlichen Arbeitsweise, eine
erhebliche Steigerung der Arbeitsleistung ermöglicht, und es werden @'erlksserungen
in Bezug auf die Beschaffenheit des hetons erzielt. Da tnit verhältnisni<illig
einfachen Mitteln die Betonmischung an jedem beliebigen Punkt des Bauwerkes ausgetragen
werden kann, ergeben sich Beschleunigungen und Verbilligungen in der Fertigstellung
der Bauwerke, die insbesondere bei der Durchführung von Großbauten erheblich ins
Gewicht fallen. Da die Aufstellung besonderer Aufzugsgerüste, die Verlegung von
Gleisanlagen und Förderbahnen innerhalb des jlauNNerkes und die-Verwendung gesonderter
Transportmittel in Form von Kippwagen, Förderkübxht u. dgl. entfällt, so treten
weitere Vereinfachungen auch in der Überwachung und Letikting der gesamten Baustelle
ein.
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Weitere Merkmale der Erfindung und Einzelheiten hinsichtlich der durch
sie erzielten Forteile ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung einer in
den Zeichnungen dargestellten beispiels-@@eisen Ausführungsform einer Anlage zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Fig. i zeigt die Ge:amtaiilage für die Durchführung des Verfahrens
in Draufsicht; Fig. 2 ist ein Grundriß ,dazu; Fig. 3 läßt eineu "heil des Förder-
und Mischrohres in vergrößertem Maßstab in perspektivischer Darstellung erkennen;
Fig. .1 ist die Stirnansicht eines muldenförmigen Behälters zur Aufnahme der Zuschlagstoffe;
F ig. 5 läßt einen. Doppelbehälter gleicher Art erkennen.
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Die Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht
aus einem aus einem Gitterwerk gebildeten Fördermast i, ,der durch Seile i' verankert
ist und auf einem Fahrgestell 2 ruht, das auf in der Regel parallel zur Längsachse
des Bauwerkes verlegten Gleisen 3 nach Lösen der Verankerungen verfahrhar ist.
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Der Mast i ist an seiner dem Bauwerk zugekehrten Seite mit Führungsschienen
für eitlen in senkrechter Richtung beweglichen Schlitten 4 versehen, an welchem
z. B. mit Hilfe eines Königszapfens 5 ein gleichfalls gitterartig ausgebildeter
Hauptausleger 6 in horizontaler Ebene schwenkbar gelagert ist. Der Hauptausleger
6 ist zusammen mit dem an ihn angeschlossenen Nebenausleger 7 in der am Mast i angebrachten
Führung mit Hilfe eines oben am Schlitten q. angreifenden Seilzuges 8 in senkrechter
Richtung verstellbar. Zur Aussteifung bzw. Abstützung der Ausleger 6, 7 dienen Zugstangen
9 bzw. Zugseile io. Der Nebenausleger 7 ist über seine Anlenkstelle am Hauptausleger
6 hinaus nach rückwärts verlängert, wobei auf der Verlängerung i i ein Gegengewicht
12 angebracht ist, das den vorderen Teil .des Auslegers entlastet.
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Jeder der beiden Ausleger 6, 7 kann für sich in horizontaler Ebene
verschwenkt werden. Als Schwenklager für den Nebenausleger 7 dient das Llberleitrohr
13, das unter Erhaltung seines vollen Schuttquerschnittes von einem Halslager
umgriffen wird. Außerdem ist eine weitere, in der Zeichnung mit 14 bezeichnete Lagerung
vorgesehen, die es ermöglicht, den Nebenausleger 7 in begrenztem Umfang auch in
senkrechter Richtung zu verstellen zwecks Einstellung einer jeweils zweckmäßigen
Neigung. Durch diese Art der Lagerung kann der Nebenausleger 7 um das 1`berleitrohr
13 ohne Unterbrechung der Betonförderung beliebig geschwenkt und das mit 15 bezeichnete
Austragsrohr gleichzeitig auch in seiner Höhenlage verändert werden.
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In Fig. 2 sind die verschiedenen möglichen Stellungen des Haupt- und
Nebenauslegers in strichpunktierten Linien wiedergegeben. Man erkennt, daß auf diese
Art und Weise mit dem Schüttrohr 15 für den Beton jeder beliebige Punkt des mit
B bezeichneten Bauwerkes bestrichen werden kann. Zu diesem Zweck kann, der Hauptausleger
6 um seine Lagerung 5 im Schlitten 4 etwa um 2.I5° verschwenkt werden, während der
Nebenausleger um seine Lagerstelle 13 am Hauptausleger um etwa 34o° schwenkbar ist.
Bei entsprechender Wahl der Länge des Haupt- und Nebenauslegers, die unter Berücksichtigung
.der jeweiligen Abmessungen der zu errichtenden Bauwerke vorgenommen werden, kann
der Beton an jedem Punkt der Baustelle ausgetragen werden.
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Zum Mischen und Fördern des Betons dienen zwei Förderrohre i6 bzw.
17, die im Hauptausleger 6 bzw. im Nebeniausleger 7 in entsprechenden, an
ihrem Außenumfang angreifenden Lagern um ihre Längsachse drehbar gelagert sind.
Die Förderrohre haben eine lichte Weite von, ungefähr 4o cm und sind an ihren Innenwandungen
mit schaufelartigen Leitblechen versehen. Diese Leitbleche bestehen aus Formstücken
18, die aus Vierkanteisen nach Art einer Haarnadel gebogen sind. Die Befestigung
der Leitbleche an der Innenwand der Förderrohre 16 und 17 erfolgt mit Hilfe
von Laschen und durchgehenden, von außen verstellbaren Bolzen. Die Leitbleche haben
einen bestimmten, durch die genannten Bolzen veränderlichen Anstellwinkel, so daß
sie dem ihnen zugeführten Gut einen Vorschub erteilen, wobei gleichzeitig das im
Bereich der Leitbleche befindliche Gut beim Umlauf der Fördertrommel angehoben wird,
bis es unter dem Einfluß der Schwerkraft wieder zum tiefsten Punkt des Förderrohres
zurückfällt und dann von einem anderen Leitblech erfaßt und erneut angehoben wird.
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Das im Hauptausleger 6 drehbar gelagerte Rohr 16 wird durch einen
Elektromotor i9 und ein
entsprechendes Übersetzungsgetriebe angetrieben,
dessen letztes Ritze] in einem mit dem Rohr verbundenen Außenzahnkranz eingreift.
Zum Antrieb de.s zweiten Förder- und Mischrohres 17, das im Nebenausleger ; um seine
Längsachse drehbar gelagert ist, dient ein Elektromotor 21, der über ein Getriebe
22 auf den Außenzaihnkranz 23 arbeitet.
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Die Misch- und Förderrohre 16 und 17 werden mit den zu mischenden
Stoffen kontinuierlich in folgender Art und Weise beschickt: Im Unterteil des Mastes
i ist ein Behälter 24 für das Bindemittel, in der Regel Zement, vorgesehen. Im Boden
dieses Behälters arbeitet eine durch einen Elektromotor angetriebene Förderschnecke
25. Die .Austragsgeschwindigkeit dieser Förderschnecke ist regelbar. Weiterhin sind
zu beiden Seiten des Fördermastes i und auf der dem Bauwerk abgekehrten Stirnseite
desselben weitere muldenförmige Behälter 26, 27 und 28 vorgesehen.. Diese ruhen
auf Fahrgestellen 29, deren Räder auf dem Gleis 3' bzw. einer weiteren, senkrecht
dazu verlegten Gleisstrecke laufen. Die Behälter 26 und. 27 ,bestehen nach Art der
Kipploren aus einer Mulde 3o, die um in der Nähe des tiefsten Punktes angreifende
Lagerzapfen 31 nach der Seite auskippbar sind. Das Auskippen erfolgt mit Hilfe eines
von einer Handkurbel betätigten Zahngetriebes, wobei im oberen Teil der beiden Stirnwände
Zahnbögen vorgesehen sind, die in entsprechende, .auf einer Längswelle sitzende
Ritze] eingreifen. Durch das Auskippen der Mulde 30 wird das Einbringen der
Zuschlagstoffe erleichtert. So kann z. B. ein mit den Zuschlagstoffen beladener
Lastkraftwagen, insbesondere wenn er mit einer Hubvorrichtung versehen ist, seinen
Inhalt unmittelbar in, die ausgekippte :Mulde 3o entleeren.
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An einem möglichst tiefen Punkt der Mulde 30 ist eine in Richtung
ihrer Längsachse verlaufende Förderschnecke angeordnet, 'die das Gut selbsttätig
in den Bodenteil eines im Innern des Mastes i untergebrachten Becherwerkes austrägt.
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Von den muldenförmigen Aufigabebehältern 26, 27 und 28 dient der Behälter
26 beispielsweise zur Aufnahme von Zuschlagstoffen, die eine Körnung von o bis 3
mm besitzen, während der Behälter 27 Zuschlagstoffe in einer Korngröße von 3 bis
7 mm aufnimmt.
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Der dritte Aufgabebehälter 28 ist, wie Fig. 5 erkennen läßt, als Doppelmulde
ausgebildet. Die beiden Muldenhälften 33 und 34 sind jeweils um Drehzapfen, die
an ihrer tiefsten Stelle angreifen, nach entgegengesetzten Richtungen auskippbar,
und zwar mit Hilfe von Handkurbeln 35, .die über entsprechende Übertragungsglieder
Zahnbögen bewegen, die stirnseitig im oberen Teil der Muldenwände vorgesehen sind.
Am tiefsten Punkt der beiden Muldenhälften sind auch hier zwei Förderschnecken 36,
37 vorgesehen, die den Inhalt der Mulden in den Bodenteil des Beclierwerkes 32 austragen.
Die Mulde 33 dient zur Aufnahme der Zuschlagstoffe in der Korngröße 7 bis 15 mm,
während die zweite Halbmulde 34 Zuschlagstoffe von einer Körnung von 15 bis
30 mm aufnimmt. Die Umlaufgeschwindigkeit der Austragschnecken 25, 31, 36
und 37 ist unabhängig voneinander regelbar, so daß in einfacher :Art und Weise jede
gewünschte Zusammensetzung der Betonmischung erzielt werden kann. Wenn man beispielsweise
die in .den Behältern 26, 27 und 28 angeordneten Austragschnecken auf eine geringere
Geschwindigkeit einstellt und gleichzeitig die Drehzahl der AustragschneCke 25 für
den Zementsilo erhöht, so entsteht eine ausgesprochene fette Betonmischung.
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Beim Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß der Antrieb der in den
Behältern 26. 27 und 28 angeordneten Austragschnecken und der im Zementsilo 24 umlaufenden
Austragschnecke 25 mit Hilfe eines Elektromotors 38 erfolgt, der zentral auf einer
Grundplatte angeordnet ist. Dabei werden die Übertragungsmittel für die Antriebsbewegung
so ausgebildet, daß die Fahrgestelle 29 für die Behälter 26, 27 und 28 leicht mit
der Antriebsvorrichtung gekuppelt bzw. von dieser entkuppelt werden können.
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Die von dien Austragschnecken in den Bodenteil des Becherwerkes 32
geförderten Stoffe werden von den Schöpfbechern erfaßt und hochgeführt und dann
über einen Einlauftrichter 4o in das Innere des Förder- und Misehrohres 16 weitergeleitet.
Dieses fördert das Gut unter gleichzeitiger inniger Durchmischung weiter und gibt
es an seinem Ende über einen Leitstutzen bzw. eine entsprechend ausgebildete Überleitvorrichtung
an das zweite Misch-und Förderrohr 17 ab. Bis dahin erfolgt die Förderung der Stoffe
trocken. Das für die Betonbereitung erforderliche Wasser wird erst kurz vor dem
Ende des zweiten Mischrohres 17 zugesetzt, wobei die Wassermenge in .Anlehnung an
bekannte Formen mit Hilfe besonderer, nicht dargestellter Meßapparate geregelt wird.
Der Wasserzusatz erfolgt zweckmäßig in versprühter Form mit Hilfe. entsprechend
ausgebildeter, in der Zeichnung nicht dargestellter Düsen. Die aus dem Ende des
Förder- und Mischrohres 17 austretende fertige Betonmischung wird über ein Schüttrohr
15 in die entsprechend vorbereitete Schalung ausgetragen.