EP0132489A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Betonteilen - Google Patents
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- B28B17/00—Details of, or accessories for, apparatus for shaping the material; Auxiliary measures taken in connection with such shaping
- B28B17/0063—Control arrangements
- B28B17/0081—Process control
Definitions
- the invention relates to a method for producing concrete parts according to the preamble of claim 1.
- the invention further relates to a device for performing this method according to the preamble of claim 7.
- the moisture of the concrete is measured as shortly as possible before being put into the mold and the compression time is determined as a function of the measured value, which leads to the desired properties of the finished concrete part.
- the compression is carried out in a known manner either by shaking, tamping or pressing. If the concrete part is made from different starting products, e.g. core concrete and facing concrete, it is possible to either only take the moisture of the core concrete into account or additionally measure the moisture of the facing concrete and take it into account in the compaction control.
- the device shown in FIG. 1 for the production of concrete parts has a vertical frame 1, in the lower part of which a vibrating device 2 with an essentially horizontal vibrating support 3 and a vibrating drive 4 connected to it is provided.
- the shape 7 has the shape of a thick plate, in which recesses 9, separated by webs 8 and passing through the shape 7, are provided for receiving the concrete to be shaped.
- the mold 7 can be lowered by means of a drive 10 so that its underside rests on the vibrating support 3 via the plate 6 and can be lifted off the plate 6.
- a stamp 11 is provided above the mold 7 and can be lowered into the recesses 9 by means of a drive 12.
- concrete storage containers 13, 14 are attached to the frame 1 on both sides, each of which has a closable dispensing opening 15, 16 at its lower end.
- a filling box 17, 18 is arranged below the dispensing opening 15, 16, which is operated by means of a drive 19, 20 is horizontally displaceable from a position below the storage containers 13, 14 to a position above the mold 7.
- a bucket conveyor 21 For the filling of the storage containers 13, 14 there is a bucket conveyor 21 and for the removal of the shaped stones on the plate 6 a transport device 22, for example in the form of a roller conveyor, onto which the plate 6 can be displaced by means of the drive 5.
- a pair of moisture measuring probes 25, 26 is arranged on each side wall 23, 24 of the storage container 13, 14 close to the bottom of the container or close to the discharge opening 15, 16.
- the structure of such a measuring probe 25 is shown in FIG. 2.
- the measuring probe has a cylindrical first electrode 27 made of high-strength stainless steel and a hollow cylindrical second electrode 28 surrounding it and arranged concentrically to it.
- the space between the outer cylindrical peripheral surface of the first electrode 27 and the inner peripheral surface of the second electrode 28 is filled with an electrically insulating solid material.
- the first electrode 27 is arranged in the second electrode 28 such that an end face 29 of the second electrode 28 lies in one plane with an end face 30 of the first electrode 27.
- the second electrode 28 is covered on its side facing away from the end face 29 by means of a base 31, in which a bushing 32 is provided for a line 33 which is electrically connected to the first electrode 27 by means of a connection 34.
- the second electrode 28 has on its outside an outwardly projecting flange 35 with fastening bores 36, by means of which it is in the recesses in the side ten padungen 23, 24 is fixed that the end faces 29, 30 protrude into the container 13, 14 and are in contact with the concrete therein.
- the measuring probes 25, 26 are each connected via a line 33 to a controller 37, the structure of which is shown schematically in FIG. 3.
- the controller 37 has a moisture sensor 40, the input of which is connected via the line 33 to the measuring probe 25, 26 and the output of which is connected to the input of a timer 42 via an analog-digital converter 41.
- the timer 42 is designed as a microprocessor in which time data to be used for determining the compression time are stored as a function of the moisture values supplied by the moisture sensor 40.
- a second input of the timer 42 is connected to a data input keyboard 43, via which the dependence of the time data on the humidity values can be entered or changed.
- the timer 42 can also be designed as a hard-wired circuit in which the correlation of the time data and humidity values can preferably be set externally via switches.
- the analog-digital converter 41 and the timer 42 are each connected to a display 44, 45, via which the determined moisture value or the target time and actual time is displayed.
- the output of the timer 42 is finally connected to the vibrator drive 4 via a line 46.
- the storage containers 13, 14 are filled with ready-mixed concrete of different quality, for example core concrete in the container 13 and facing concrete in the container 14, via the Kubelbahn 21.
- the recesses 9 of the form 7 are then first of all via the discharge opening 15 and the filling box 17 filled with core concrete and then filled with facing concrete via the discharge opening 16 and the fill box 18.
- the stamp 11 is then lowered into the recesses and the mold 7 lowered onto the vibrating support 3 is vibrated for a certain time by means of the vibrating drive 4.
- the moisture of the concrete is measured by determining the electrical conductivity.
- a potential difference is applied by the moisture sensor 40 to the two electrodes 27, 28 of the measuring probes 25, 26. Since the end faces 29, 30 of these electrodes are in contact with the concrete, the resistance between the two electrodes 27, 28 changes depending on the electrical conductivity of the concrete.
- the resistance is measured by the moisture sensor 40 and converted into an analog voltage signal dependent on the measured moisture value. This is converted into a digital moisture value in the analog-digital converter 41 and is supplied both to the display 44 as the “actual moisture value” and to the timer 42.
- the timer 42 selects a corresponding vibrating time on the basis of the stored vibrating time as a function of the vibrating time and outputs this selected time both to the display 45 and to the vibrating drive 4, which then carries out the compression using the vibrating device 2 in accordance with the preselected time.
- the course of time can be tracked via the actual time value display.
- the dependence of the compression time on the moisture value is chosen so that compression takes longer at lower humidity. For example, at a humidity value of 82 3.5 seconds, at 80 5 seconds and at 76 7.5 seconds. This dependency must be determined depending on the machine used and the quality of the concrete and input 43.
- the mold 7 is raised by means of the drive 10 and the shaped concrete parts lying on the plate 6 are pushed onto the transport device by means of the drive 5, whereupon a new plate 6 can be brought onto the jogger support 3.
- the measuring probes 25, 26 are preferably arranged at the lower end of the containers 13, 14 in the immediate vicinity of the dispensing openings 15, 16. This measures the concrete fire immediately before the concrete is poured into the mold. Due to the work cycle, the probes 25, 26 always measure the moisture of the concrete, which is only added to the mold in the next work cycle.
- the control 37 is therefore preferably designed such that the moisture measured during a vibration process is used to determine the vibration time of the subsequent vibration process.
- the measurement of the moisture can also be measured by other known moisture measurement methods, for example capacitively. If, as in the exemplary embodiment described, a plurality of probes 25, 26 are used, the controller 37 is preferably designed such that it forms an average of the measured moisture values and controls the compression time according to this average. However, any other suitable combination of the individual moisture values can also be used.
- the manufacturing process described can be used for all compaction processes, for example tamping, shaking or pressing.
- too other compaction parameters for example the compression pressure
- a pressure control device which appropriately selects the compression pressure as a function of the moisture in the concrete.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Betonteilen gemäß des Oberbegriffes des Anspruches 1. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gemäß des Oberbegriffes des Anspruches 7.
- Beim Herstellen von Betonteilen in einer Form ist es erforderlich, den Beton in der Form zu verdichten, damit die geformten Betonteile beim Herausnehmen aus der Form nicht ihre Gestalt verändern und damit eine gewünschte maximale Endfestigkeit erreicht wird. Die Art der Durchführung der Verdichtung ist vom Beton selbst und insbesondere von seinem Feuchtigkeitsgehalt abhängig. Verändert sich der Feuchtigkeitsgehalt des Betons beispielsweise durch eine verzögerte Verarbeitung aufgrund einer Störung, so werden bei stets gleichbleibender Durchführung der Verdichtung nicht die genannten gewünschten Eigenschaften erreicht und die hergestellten Teile sind nicht mehr verwendbar.
- Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen von Betonteilen zu schaffen. Insbesondere soll es möglich sein,'unabhängig von der Feuchtigkeit des Ausgangsproduktes stets gleichbleibende Eigenschaften der Fertigprodukte, d.h. der Betonteile, zu erzeugen. Es ist ferner Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zur Durchführung des verbesserten Verfahrens zu schaffen.
- Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art gelöst, das erfindungsgemäß gekennzeichnet ist durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruches 1. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gekennzeichnet durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruches 7.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Feuchtigkeit des Betons möglichst kurz vor dem Eingeben in die Form gemessen und in Abhängigkeit des Meßwertes die Verdichtungszeit bestimmt, die zu den gewünschten Eigenschaften des fertigen Betonteiles führt. Die Verdichtung wird in bekannter Weise entweder durch Rütteln, Stampfen oder Pressen durchgeführt. Wird das Betonteil aus unterschiedlichen Ausgangsprodukten hergestellt, beispielsweise Kernbeton und Vorsatzbeton, so ist es möglich, entweder nur die Feuchtigkeit des Kernbetons zu berücksichtigen oder zusätzlich die Feuchtigkeit des Vorsatzbetons zu messen und bei der Verdichtungssteuerung mit zu berücksichtigen.
- Weitere Merkmale der Erfindung sind in den UnteransprUchen gekennzeichnet.
- Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit den Figuren. Von den Figuren zeigen:
- Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispieles einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
- Fig. 2 einen Schnitt durch eine in dieser Vorrichtung verwendete Meßsonde; und
- Fig. 3 ein schematisches Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Steuerung.
- Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung zum Herstellen von Betonteilen besitzt einen vertikalen Rahmen 1, in dessen unterem Teil eine Rüttelvorrichtung 2 mit einer im wesentlichen horizontalen Rüttelauflage 3 und einem mit dieser verbundenen Rüttelantrieb 4 vorgesehen ist. Auf der Rüttelauflage ist eine mittels eines Antriebes 5 quer zur Auflage verschiebbare Platte 6 und darüber eine Form 7 angeordnet. Die Form 7 besitzt die Gestalt einer dicken Platte, in der durch Stege 8 getrennte, durch die Form 7 hindurchgehende Ausnehmungen 9 zur Aufnahme des zu formenden Betons vorgesehen sind. Die Form 7 kann mittels eines Antriebes 10 abgesenkt werden, so daß ihre Unterseite über die Platte 6 auf der Rüttelauflage 3 aufliegt, und von der Platte 6 abgehoben werden. Oberhalb der Form 7 ist ein Stempel 11 vorgesehen, der mittels eines Antriebes 12 in die Ausnehmungen 9 abgesenkt werden kann.
- In einer Höhe oberhalb der Form 7 sind am Rahmen 1 beidseitig Betonvorratsbehälter 13, 14 angebracht, die an ihrem unteren Ende jeweils eine verschließbare Ausgabeöffnung 15, 16 aufweisen. Unterhalb der Ausgabeöffnung 15, 16 ist jeweils ein Füllkasten 17, 18 angeordnet, der mittels eines Antriebes 19, 20 horizontal von einer Stellung unterhalb der Vorratsbehälter 13, 14 in eine Stellung oberhalb der Form 7 verschiebbar ist.
- Zur FUllung der Vorratsbehälter 13, 14 ist eine KUbelbahn 21 und zum Abtransport der geformten Steine auf der Platte 6 eine Transportvorrichtung 22 beispielsweise in Form einer Rollenbahn, auf die die Platte 6 mittels des Antriebes 5 verschiebbar ist, vorgesehen.
- An jeweils einer Seitenwand 23, 24 der Vorratsbehälter 13, 14 ist nahe am Boden der Behälter bzw. nahe an der Auagabeöffnung 15, 16 jeweils ein Paar von Feuchte-Meßsonden 25, 26 angeordnet. Der Aufbau einer solchen Meßsonde 25 ist in Fig. 2 dargestellt. Die Meßsonde weist eine zylindrische erste Elektrode 27 aus einem hochfesten Edelstahl und eine diese umgebende und konzentrisch zu dieser angeordnete hohlzylinderförmige zweite Elektrode 28 auf. Der Zwischenraum zwischen der äußeren zylindrischen Umfangsfläche der ersten Elektrode 27 und der inneren Umfangsfläche der zweiten Elektrode 28 ist mit einem elektrisch isolierenden festen Material ausgefüllt. Die erste Elektrode 27 ist in der zweiten Elektrode 28 derart angeordnet, daß eine Stirnfläche 29 der zweiten Elektrode 28 in einer Ebene mit einer Stirnfläche 30 der ersten Elektrode 27 liegt. Die zweite Elektrode 28 ist auf ihrer der Stirnfläche 29 abgewandten Seite mittels eines Bodens 31 abgedeckt,in dem eine DurchfUhrung 32 für eine Leitung 33 vorgesehen ist, die mit der ersten Elektrode 27 mittels einer Verbindung 34 elektrisch verbunden ist. Die zweite Elektrode 28 weist auf ihrer Außenseite einen nach außen abstehenden Flansch 35 mit Befestigungsbohrungen 36 auf, mittels der sie derart in den Ausnehmungen in den Seitenwänden 23, 24 befestigt ist, daß die Stirnflächen 29, 30 in die Behälter 13, 14 hineinragen und mit dem darin befindlichen Beton in Berührung stehen.
- Die Meßsonden 25, 26 sind über jeweils eine Leitung 33 mit einer Steuerung 37 verbunden, deren Aufbau schematisch in Fig. 3 dargestellt ist. Die Steuerung 37 weist einen Feuchteaufnehmer 40 auf, dessen Eingang über die Leitung 33 mit der Meßsonde 25, 26 und dessen Ausgang über einen Analog-Digital-Wandler 41 mit dem Eingang eines Zeitgebers 42 verbunden ist. Der Zeitgeber 42 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als Mikroprozessor ausgebildet, in dem zur Bestimmung der Verdichtungszeit zu verwendende Zeitdaten in Anhängigkeit der vom Feuchteaufnehmer 40 gelieferten Feuchtewerte gespeichert sind. Ein zweiter Eingang des Zeitgebers 42 ist mit einer Dateneingabetastatur 43 verbunden, über die die Abhängigkeit der Zeitdaten von den Feuchtewerten eingebbar bzw. veränderbar ist. Selbstverständlich kann jedoch der Zeitgeber 42 auch als festverdrahtete Schaltung ausgebildet sein, in der die Korrelation der Zeitdaten und Feuchtewerte vorzugsweise über Schalter von außen einstellbar ist. Der Analog-Digital-Wandler 41 und der Zeitgeber 42 sind jeweils mit einer Anzeige 44, 45 verbunden, über die der festgestellte Feuchtewert bzw. die Soll-Zeit und Ist-Zeit angezeigt wird. Der Ausgang des Zeitgebers 42 ist schließlich über eine Leitung 46 mit dem Rüttelantrieb 4 verbunden.
- Im Betrieb werden die Vorratsbehälter 13, 14 über die KUbelbahn 21 mit fertig gemischtem Beton verschiedener Qualität, beispielsweise Kernbeton im Behälter 13 und Vorsatzbeton im Behälter 14, gefüllt. Die Ausnehmungen 9 der Form 7 werden danach zunächst über die Ausgabeöffnung 15 und den Füllkasten 17 mit Kernbeton und anschließend über die Ausgabeöffnung 16 und den FUllkasten 18 mit Vorsatzbeton gefüllt. Anschließend wird der Stempel 11 in die Ausnehmungen abgesenkt und die auf die Rüttelauflage 3 abgesenkte Form 7 mittels des Rüttelantriebes 4 eine bestimmte Zeit gerüttelt.
- Zur Bestimmung dieser Rüttelzeit wird über die Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit die Feuchte des Betons gemessen. Dazu wird vom Feuchteaufnehmer 40 eine Potentialdifferenz an die beiden Elektroden 27, 28 der Meßsonden 25, 26 angelegt. Da die Stirnflächen 29, 30 dieser Elektroden mit dem Beton in Berührung stehen, verändert sich der Widerstand zwischen beiden Elektroden 27, 28 in Abhängigkeit der elektrischen'Leitfähigkeit des Betons. Der Widerstand wird vom Feuchteaufnehmer 40 gemessen und in ein vom gemessenen Feuchtewert abhängiges analoges Spannungssignal umgewandelt. Dieses wird im Analog-Digital-Wandler 41 in einen digitalen Feuchtewert gewandelt und sowohl der Anzeige 44 als "Feuchte-Ist-Wert" als auch dem Zeitgeber 42 zugeführt. Der Zeitgeber 42 wählt aufgrund der in ihm gespeicherten Abhängigkeit der Rüttelzeiten vom Feuchtewert eine entsprechende Rüttelzeit aus und gibt diese ausgewählte Zeit sowohl an die Anzeige 45 als auch an den RUttelantrieb 4, der daraufhin die Verdichtung mittels der RUttelvorrichtung 2 entsprechend der vorgewählten Zeit durchführt. Der Zeitablauf ist dabei über die Zeit-Istwertanzeige verfolgbar. Die Abhängigkeit der Verdichtungszeit vom Feuchtewert ist dabei so gewählt, daß bei geringerer Feuchtigkeit länger verdichtet wird. Beispielsweise wird bei einem Feuchtewert von 82 3,5 Sekunden, bei 80 5 Sekunden und bei 76 7,5 Sekunden gerüttelt. Diese Abhängigkeit muß je nach der verwendeten Maschine und der Betonqualität bestimmt und über die Eingabe 43 eingegeben werden.
- Nach Ablauf der RUttelzeit wird die Form 7 mittels des Antriebes 10 angehoben und die auf der Platte 6 aufliegenden geformten Betonteile werden mittels des Antriebes 5 auf die Transportvorrichtung geschoben, worauf eine neue Platte 6 auf die RUttelauflage 3 gebracht werden kann.
- Die Meßsonden 25, 26 sind vorzugsweise am unteren Ende der Behälter 13, 14 in unmittelbarer Nähe der Ausgabeöffnungen 15, 16 angeordnet. Dadurch wird die Betonfeuehtigkeit unmittelbar vor dem Eingeben des Betons in die Form gemessen. Bedingt durch den Arbeitstakt messen die Sonden 25, 26 jedoch auch dann immer die Feuchtigkeit des Betons, der erst im nächsten Arbeitstakt in die Form gegeben wird. Die Steuerung 37 ist vorzugsweise daher so ausgebildet, daß die während eines RUttelvorganges gemessene Feuchte zur Bestimmung der RUttelzeit des darauffolgenden RUttelvorganges verwendet wird.
- Die Messung der Feuchtigkeit kann außer mittels der beschriebenen Leitfähigkeitsmessung auch durch andere bekannte Feuchtigkeitsmeßverfahren, beispielsweise kapazitiv, gemessen werden. Wird wie im beschriebenen AusfUhrungsbeispiel eine Mehrzahl von Sonden 25, 26 verwendet, so ist die Steuerung 37 vorzugsweise so ausgebildet, daß sie einen Mittelwert der gemessenen Feuchtewerte bildet und die Verdichtungszeit nach diesem Mittelwert steuert. Es kann jedoch auch jede andere geeignete Kombination der einzelnen Feuchtewerte erfolgen.
- Das beschriebene Herstellungsverfahren ist für alle Verdichtungsverfahren, beispielsweise Stampfen, Rütteln oder Pressen, anwendbar. Außer der Verdichtungszeit können auch andere Verdichtungs-Parameter, beispielsweise der Preßdruck, bei Ersatz des Zeitgebers durch ein Drucksteuergerät, das den Preßdruck in Abhängigkeit der Feuchtigkeit des Betons in geeigneter Weise wählt, verändert werden. In jedem Fall ist es durch geeignete Vorwahl der Abhängigkeit des Verdichtungs-Parameters von der Betonfeuchtigkeit möglich, die Verdichtung so zu steuern, daß die einzelnen Betonteile nach Abheben der Form 7 nicht ihre Form verändern, beispielsweise Ausbauchen, und daß in jedem Fall eine gewünschte Endfestigkeit erreicht wird.
Claims (12)
dadurch gekennzeichnet, daß die Feuchtigkeit des.in die Form zu gebenden Betons gemessen und ein die Verdichtung bestimmender Parameter in Abhängigkeit von der gemessenen Feuchtigkeit gesteuert wird.
dadurch gekennzeichnet, daß als Parameter die Verdichtungszeit verwendet wird.
dadurch gekennzeichnet, daß die Feuchtigkeit an verschiedenen Stellen des in die Form zu gebenden Betons gemessen und aus den Meßwerten ein Wert zur Steuerung des Parameters gebildet wird.
dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelwert der Meßwerte gebildet wird.
dadurch gekennzeichnet, daß die Feuchtigkeit durch Messung der elektrischen Leitfähigkeit des Betons bestimmt wird.
dadurch gekennzeichnet, daß die Feuchtigkeit unmittelbar vor der Eingabe in die Form gemessen wird.
mit einer Form einer Vorrichtung zum Füllen der Form und einer Einrichtung zum Verdichten des Betons in der Form, mit einem Antrieb (4),
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (13, 14, 17, 18) eine Meßsonde (25, 26) zur Messung der Feuchtigkeit den Betons aufweist und der Ausgang der Meßsonde (25, 26) mit dem Eingang einer Steuerung (37) verbunden ist, die einen dem Eingangssignal zugeordneten Wert eines die Verdichtung bestimmenden Parameters ermittelt und mit diesem Wert die Einrichtung (2) beaufschlagt.
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (13, 14, 17, 18) einen Vorratsbehälter (13, 14) mit einer Ausgabeöffnung (15, 16) aufweist und die Meßsonde (25, 26) am Vorratsbehälter angebracht ist.
dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsonde (25, 26) direkt benachbart zur Ausgabeöffnung (15, 16) vorgesehen ist.
dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Meßsonden (25, 26) an verschiedenen Stellen des Vorratsbehälters (13, 14) vorgesehen ist.
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (37) an den Antrieb (4) ein Signal zur Steuerung der Einschaltdauer des Antriebes (4) liefert.
dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsonde (25, 26) eine zylindrische erste Elektrode (27) und koaxial zu dieser eine hohlzylinderförmige zweite Elektrode (28), deren Innenumfang vom Außenumfang der ersten Elektrode (27) durch eine Isolationsschicht konstanter Dicke getrennt ist und deren Stirnfläche (29) in einer Ebene mit der Stirnfläche (30) der ersten Elektrode (27) angeordnet ist, aufweist.
Applications Claiming Priority (2)
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Publications (2)
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| 18D | Application deemed to be withdrawn |
Effective date: 19861212 |
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| RIN1 | Information on inventor provided before grant (corrected) |
Inventor name: MACK, ARNOLD Inventor name: KOPPENHAGEN, GERHARD Inventor name: BLUM, HILMAR Inventor name: BIEN, REINHOLD |