EP2476530A1 - Beigabestück und Gehäuseelement für eine Mischeinrichtung - Google Patents

Beigabestück und Gehäuseelement für eine Mischeinrichtung Download PDF

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EP2476530A1
EP2476530A1 EP11150748A EP11150748A EP2476530A1 EP 2476530 A1 EP2476530 A1 EP 2476530A1 EP 11150748 A EP11150748 A EP 11150748A EP 11150748 A EP11150748 A EP 11150748A EP 2476530 A1 EP2476530 A1 EP 2476530A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sealing
tubular
piece
beigabestück
axial seal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11150748A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Adrian Thoma
Stefan Zehnder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sika Technology AG
Original Assignee
Sika Technology AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sika Technology AG filed Critical Sika Technology AG
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Priority to JP2013548839A priority patent/JP6001556B2/ja
Priority to EP12708691.6A priority patent/EP2663435B1/de
Priority to US13/978,265 priority patent/US10160138B2/en
Priority to AU2012206572A priority patent/AU2012206572B2/en
Priority to CN201280005174.6A priority patent/CN103328170B/zh
Priority to MX2013008041A priority patent/MX347222B/es
Priority to CA2824228A priority patent/CA2824228C/en
Priority to PCT/EP2012/050416 priority patent/WO2012095480A1/de
Priority to BR112013017486A priority patent/BR112013017486A2/pt
Publication of EP2476530A1 publication Critical patent/EP2476530A1/de
Priority to CL2013002017A priority patent/CL2013002017A1/es
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28C—PREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28C5/00—Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions
    • B28C5/02—Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions without using driven mechanical means effecting the mixing
    • B28C5/026—Mixing guns or nozzles; Injector mixers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/314—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced at the circumference of the conduit
    • B01F25/3142—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced at the circumference of the conduit the conduit having a plurality of openings in the axial direction or in the circumferential direction
    • B01F25/31423—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced at the circumference of the conduit the conduit having a plurality of openings in the axial direction or in the circumferential direction with a plurality of perforations in the circumferential direction only and covering the whole circumference
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F21/00—Implements for finishing work on buildings
    • E04F21/02—Implements for finishing work on buildings for applying plasticised masses to surfaces, e.g. plastering walls
    • E04F21/06—Implements for applying plaster, insulating material, or the like
    • E04F21/08—Mechanical implements

Definitions

  • the invention relates to a tubular Beigabe search for inclusion in a mixing device for the controlled metered addition of an additive in a pumpable mixture, in particular in a pumpable hydraulically setting mixture, in particular in a shotcrete composition, wherein the Beigabe mosaic over a Beigabe touch extending through the mixing section for guiding the pumpable Mixture has and in a wall of Beigabe topicss at least one opening into the mixing section opening for introducing the additive is introduced into the mixing section and wherein the Beigabe tone at least one sealing element for producing an at least partially fluid-tight connection between the Beigabe topics and the mixing device is present.
  • the invention relates to a housing element of a mixing device for the controlled injection of an additive into a pumpable mixture, in particular a pumpable hydraulically setting mixture, in particular a shotcrete composition, wherein the housing element comprises a passage opening for the pumpable mixture, wherein the passage opening for at least partially Recording a Beigabests is designed.
  • Another aspect of the invention includes a set of equipment including a loading piece and a housing member.
  • the invention relates to the use of a Beigabe Industriess for the controlled metered addition of an additive in a pumpable mixture.
  • Known mixing devices for shotcrete processing usually consist of a tubular Beigabe search, which is designed as a wear part and is kept interchangeable in a special housing.
  • Side inlets on Beigabe search allow the addition of an additive into the conveyed through the tubular Beigabe crop mixture.
  • Beigabe e be used, which differ, for example, in terms of number, size and geometry of the side inlets and / or in view of the cross-sectional geometry of the delivery line.
  • the EP 1 570 908 A1 (Sika Technology AG) discloses in this regard, for example, a shotcrete nozzle for applying wet shotcrete or dry sprayed concrete with an integrated addition piece for adding an admixture.
  • the Beigabe Georgia has a variety of side channels for introducing additives into the shotcrete.
  • the integrated add-on piece of the shotcrete nozzle is intended to be received in a housing with a connection for the supply of additive.
  • In order for the introduction of the additive controlled and evenly through the side channels of Beigabe Congresses is sealed in front of and behind the lateral channels in the housing.
  • the injection concrete nozzle of EP 1 570 908 provided circumferential annular grooves, which are designed to accommodate O-rings. If the area of the loading piece is pushed into a housing with a matching cylindrical opening, the area lying between the O-rings is sealed to form a radial seal.
  • the O-rings used for the sealing are arranged in correspondingly formed grooves in the housing of the mixing device.
  • the object of the present invention is therefore to provide a Beigabe Fantasy associated with the aforementioned technical field, which is easier to handle during installation and removal in or out of a housing and still allows a reliable seal.
  • Another task is to provide a corresponding housing element of a mixing device.
  • the object with regard to the Beigabe conference is achieved by the features of claim 1 according to the invention. Accordingly, the at least one sealing element with respect to a longitudinal axis of the tubular Beigabe candidatess designed as an axial seal.
  • the object with respect to the housing element is solved accordingly by the features of independent claim 9, according to which there is at least one sealing element arranged on the housing element for a sealing element of the beige article designed as an axial seal, and means for applying an axial direction and / or longitudinal direction of the passage opening to the beige article Force are present, so that the axial seal of an at least partially received in the passage opening Beigabe Sharings can be pressed by the means for applying the force against the sealing pad.
  • tubular filler means a tubular member having an inlet and an outlet connected by a fluid conducting channel or conduit.
  • the fluid-conducting channel or the delivery line corresponds to the mixing section of the tubular Beigabe Georgias. In the mixing section, mixing of the pumpable mixture with the additive takes place.
  • delivery line and mixing section are used synonymously in the present context.
  • a cross-sectional area of the fluid-conducting channel can be designed to be constant or changing along the delivery line.
  • a shape of the cross-sectional area can be arbitrarily selected according to the intended application, for example, circular, oval and / or polygonal. For fluid dynamic reasons, a circular cross-sectional area is preferred.
  • a circular cross-sectional area is preferred.
  • the term cylindrical pipe piece in the present context includes in particular pipe pieces which have in the region of the lateral surface over protruding sealing elements, flanges and / or tapered pipe sections.
  • An inner diameter, in particular a minimum inner diameter, of the delivery line is preferably at least 25 mm.
  • a maximum value of the inner diameter of the delivery line measures in particular at most about 100 mm.
  • the inner diameter of the conveying line is 32 mm, 38 mm, 50 mm, 60 mm, 65 mm or 85 mm.
  • the Beigabe Georgia can best combine with standardized components, such as delivery lines, delivery hoses and / or shotcrete nozzles.
  • An overall length of the loading piece, measured in the axial direction is advantageously 30-300 mm, more preferably 50-150 mm.
  • the "longitudinal axis of the tubular Beigabests” corresponds in particular to the direction predetermined by the fluid-conducting channel or the conveying line, which corresponds in particular to a conveying direction of the pump to be conveyed in the delivery line pumpable mixture.
  • the expression “axial direction” or in the “axial direction” in the present context stands in particular for the direction defined by the fluid-conducting channel or the delivery line.
  • the longitudinal axis essentially corresponds to the longitudinal central axis and / or the axis of symmetry of the conveying line and / or the tubular Beigabe brainstorms.
  • sealing element in the present context, in particular for a molded plastic element.
  • the sealing element is designed so that by a touching contact pressure on a Sealing surface on a part to be sealed results in a fluid-tight connection.
  • radial seal refers in particular to a seal in which the sealing element, e.g. an O-ring extending substantially radially from a first sealing surface on a first body to a second sealing surface on a second body and sealing a radial clearance.
  • the sealing element e.g. an O-ring extending substantially radially from a first sealing surface on a first body to a second sealing surface on a second body and sealing a radial clearance.
  • a radial seal is therefore pre-pressed substantially during assembly by a force acting in the radial direction in order to achieve the desired sealing effect.
  • axial seal particularly designates a sealing element which extends along a longitudinal axis and seals a gap between two axially spaced sealing surfaces.
  • an axial seal during assembly is in particular pre-pressed by a force acting in the axial direction.
  • the direction of flow of a leak therefore extends in particular in the axial direction, while in the case of an axial seal, depending on the angle of the spaced sealing surfaces relative to the axis, the flow direction has at least one radial component.
  • the inventive Beigabe Dialoge can be used in a simple manner in appropriately trained mixing devices or housing elements and also remove it again.
  • an outer diameter of the inventive Beigabe triplee can be chosen to be much smaller compared to the inner diameter of the receiving opening in the mixing device, so that the Beigabefan with play in the receiving opening insert or remove it. Also, manufacturing tolerances, which are generally much greater in Beigabe shareen plastic than Beigabe conferenceen steel, are largely unproblematic due to the inventive solution.
  • the axial seal according to the invention nevertheless makes it possible to produce a fluid-tight connection between the loading piece and the mixing device or in the receiving opening. For this purpose, it is sufficient, as will be described in more detail below, when the axial seal on Beigabe Industries pressed by a force acting in the axial direction force against a sealing surface is kept fixed in the mixing device. This represents a simple, yet extremely effective method of sealing.
  • the additions according to the invention are particularly advantageous in the metered addition of an additive into a pumpable hydraulically setting mixture, in particular in shotcrete composition.
  • the shotcrete composition may be in particular a wet, dry or dry shotcrete composition.
  • the axial seal is formed as an annular sealing lip, which in particular in a section, preferably continuously, has a wedge-shaped tapered cross-section.
  • a region of a wedge tip of the sealing lip is designed as a sealing edge.
  • the area of the wedge tip forms a defined sealing edge with a small contact surface. Under the action of a force acting in the axial direction thus results in a high pressure in the region of the support surface, which results in a good sealing effect.
  • the wider region of the wedge tip located behind the region of the wedge tip at the same time ensures high mechanical stability of the sealing lip or of the sealing element.
  • the axial seal may also be in the form of an O-ring or a flat gasket, for example of rectangular or conical cross-section.
  • a wedge angle of the sealing lip measures 10 ° -80 °, preferably 20 ° -70 °, particularly preferably 25 ° -35 °.
  • the angle between the two coinciding in the wedge tip wedge surfaces of the sealing lip is understood.
  • Such acute wedge angle have been found to be particularly suitable with regard to optimum sealing effect and stability.
  • wedge angle of less than 10 ° or more than 80 ° are possible.
  • the sealing lip in the region of the wedge tip particularly preferably has a convexly curved edge surface as a sealing edge.
  • the contact surface of the sealing edge on a surface can be further reduced, since the contact surface in this case approaches a support line.
  • the mechanical stability of the sealing lip over a sharp-edged wedge tip is improved, since the risk of edge damage, e.g. by tearing the sealing lip in the thin edge area, is reduced.
  • Convex curved edge surface are not mandatory.
  • the sealing lip in the region of the wedge tip can, for example, also be formed with sharp edges or with a flattened sealing edge.
  • the axial seal is arranged on an end face of a flange present on the beige piece.
  • the flange acts as a carrier element for the axial seal. This allows in a simple manner an arrangement of the axial seal on Beigabe conference.
  • the flange in the axial direction is flush with the tubular Beigabe contest.
  • the axial seal is arranged, for example, on an end face of the wall of the tubular beige piece and / or on an end face of a step-like taper and / or a radially tapering taper of the tubular beige piece.
  • the axial seal disposed on the end face of the flange is at least partially, preferably completely, spaced from the wall of the beige Beigabe Georgias, so that there is a groove between the axial seal and the wall.
  • the groove also has in particular a concave curved boundary surface. Due to the spacing of the axial seal, the sealing lip can be pressed better against the conditions of the sealing support in the mixing device. In particular, it is possible in this case that the area of the wedge tip when pressed against the sealing support in the mixing device to a limited extent remains movable in the radial direction and can be pressed against the sealing support better.
  • a concave curved boundary surface of the groove also has the advantage that there are fewer or no edges in the groove area, in which material could get stuck. As a result, a possible accumulation of material and the associated risk of clogging is reduced when using the Beigabe Industriess in a mixing device. In addition, grooves configured in this way can be cleaned more easily.
  • the axial seal can also be arranged adjacent to the wall of the beige piece. It is also possible to provide a groove with non-concave curved boundary surface. However, in these cases, the advantages mentioned above are at least partially eliminated.
  • the Beigabe Georgia and / or the axial seal is made of a plastic, particularly preferably a plastic having a hardness of 50 - 120 Shore-A, according to another preferred embodiment. Particularly preferably, the plastic has a hardness of 70-95 Shore-A.
  • plastics made of polyurethane are suitable. Such plastics have a good mechanical stability and have an optimal deformability when applying an axial force, so that a good sealing effect is obtained. This has been demonstrated, in particular, by the use of the admixture under relatively harsh conditions in conjunction with hydraulically setting blends, particularly wet, dry or dry shotcrete compositions.
  • the at least one sealing element and / or the axial seal is materially connected to the beige piece. This ensures optimal positioning and sealing effect. In addition, there is no danger that the sealing element could be lost when installing or removing the Beigabe Industriess.
  • the Beigabe search apart from a possible reinforcing element, completely integrally formed.
  • the Beigabefan together with the axial seal and any other elements, such as the at least one flange, a cohesively connected unit forms.
  • the addition piece consists of a one-piece cast body and optionally an at least partially embedded reinforcing element.
  • the cast body consists in particular of a plastic, more preferably a plastic having a hardness of 50 to 120 Shore A. Even more advantageous are plastics of hardness 70-95 Shore-A. This can be particularly stable Beigabe conferencee produce in an economical manner.
  • a Beigabe scholar of a one-piece cast body can be produced in a single operation without time-consuming post-processing.
  • a possible reinforcing element, in particular an annular reinforcing element is advantageously at least partially, in particular completely embedded in the cast body so that it does not come into contact with the media or the pumpable mixture in the mixing section. Such a reinforcing element can be embedded directly in the casting of the cast body in this.
  • Beigabe Tech but also consist of several individual and non-positively and / or positively connected parts.
  • a further sealing element on the beige piece, which is spaced apart from the at least one sealing element in the direction of the longitudinal axis of the tubular Beigabe specialistss.
  • the further sealing element is designed in particular as a further axial seal.
  • the further sealing element is configured as an annular sealing lip, which has a wedge-shaped cross section and is designed as a sealing edge, which in the region of the wedge tip particularly preferably has a convexly curved edge surface as a sealing edge.
  • a wedge angle of the sealing lip of the further sealing element advantageously measures particular 10 ° -80 °, preferably 20 ° -70 °, particularly preferably 25 ° -35 °.
  • the further sealing element is arranged on an end face of a step-like taper and / or a radially tapered taper of the tubular Beigabe Industriess.
  • the axial seal arranged on the end face of the rejuvenating taper is arranged at least partially, preferably completely, spaced from the wall of the insert, so that there is a groove between the axial seal and the wall which advantageously has a concavely curved boundary surface.
  • the second sealing element on a further projecting flange or on an end face of the wall of the be attached tubular Beigabests.
  • a differently configured sealing element which for example has no wedge-shaped cross section, such as an O-ring or a flat gasket with a rectangular cross-section.
  • the opening opening into the delivery line can be arranged, for example, between the at least one sealing element and the further sealing element.
  • the region of the opening in this case can be completely sealed in a housing by the two sealing elements, in particular in the form of axial seals.
  • the tubular beige piece preferably has a structural reinforcing element.
  • the reinforcing element is advantageously made of a material with less elasticity than a material of the fluid-conducting channel or the mixing section.
  • the reinforcing element may for example be made of plastic, metal and / or a composite material.
  • the mechanical stability in subareas, in particular in the radial direction, of the tubular Beigabe Georgias can be specifically increased, wherein the necessary axial elasticity is maintained.
  • the reinforcing element is made of a metal, in particular steel.
  • a metal in particular steel.
  • the reinforcing element is designed as an annular and / or hollow cylindrical element, in particular as a metal ring.
  • the reinforcing element can be arranged, for example, in a simple manner in the region of the fluid-conducting channel and has an optimum supporting effect in the radial direction.
  • differently shaped reinforcing elements can also be provided. These may be fibers, grids or braids of fibers, for example. This can also be achieved a reinforcement of the tubular Beigabe Georgias in the radial direction without losing the necessary flexibility in the axial direction.
  • a length of the reinforcing element, in particular of a metal ring, in the axial direction of the loading piece is advantageously 5 to 50%, in particular 10 to 30%, of the total length of the loading piece.
  • a thickness of the reinforcing element, in particular a metal ring is advantageously smaller than the thickness of the wall of the tubular Beigabewins in the region of the reinforcing element. This achieves an optimum reinforcing effect with compact dimensions and the necessary elasticity in the axial direction.
  • the reinforcing element can be completely embedded in the wall of Beigabe Congresss without protruding.
  • the reinforcing element is at least partially, preferably completely, embedded in a wall of the tubular Beigabe Georgias or the fluid-conducting channel.
  • the addition piece can not be radially deformed under normal conditions and thus the function of the sealing lips is maintained over a wide range.
  • the reinforcing element does not protrude in the interior of the tubular Beigabe Georgias. Thus, no protrusions are formed by the reinforcing element, which among other things could affect the flow behavior of the pumpable mixture in the fluid-conducting channel.
  • the reinforcing element is arranged in the region of the fluid-conducting channel or the mixing section. If the loading piece has two sealing elements, the reinforcing element is advantageously arranged in a region between the two sealing elements.
  • the reinforcing element can also be present in other areas.
  • the housing element of a mixing device for the controlled injection of an additive into a pumpable mixture, in particular a pumpable hydraulically setting mixture, in particular a shotcrete composition, will be discussed.
  • the housing element comprises a base body with a passage opening, wherein the passage opening is designed for the at least partial reception of a loading piece as described above.
  • the housing element is characterized in particular by the fact that at least one sealing support arranged on the housing element (200) is provided for a sealing element of the loading element designed as an axial seal, and means are provided for applying a force acting on the loading element in the axial direction and / or longitudinal direction of the passage opening, so that the axial seal of an at least partially received in the passage opening Beigabe specialistss can be pressed by the means for applying the force against the sealing pad.
  • the housing element also has a connection for feeding the additive into the passage opening.
  • the passage opening of the housing element is in particular at least partially substantially complementary to the inventive Beigabe Georgia formed. Furthermore, the loading piece can be accommodated coaxially in the passage opening of the housing element.
  • the means for applying an axial force to the loading piece can in principle be selected according to the requirements.
  • the person skilled in a number of suitable technical devices are known.
  • This can e.g. be arranged on the base body or housing element toggle mechanism.
  • the present in the housing element and partially projecting out of the opening tubular Beigabe scholar can be embraced in this case, for example, by one or more arranged on the toggle mechanism brackets and pressed in tensioning the toggle mechanism in the axial direction into the opening.
  • Federspannmechanismus provide, in which one or more on Housing element mounted and biased springs, the tubular Beigabe scholar in the axial direction into the opening of the housing element into it. Also conceivable are bayonet-type connection techniques.
  • the main body preferably has a screw thread in the region of an outside, in particular an external thread.
  • the sealing support in the base body and the Beigabe touch are dimensioned so that the Beigabe seven protrudes from the passage opening of the body out of concern when applied to the sealing pad, so that in particular the protruding from the through hole end of Beigabe,000,000s can be encompassed by the nut.
  • the union nut has a first hollow-cylindrical end with a screw thread extending in the direction of the longitudinal axis, in particular an internal thread. At the other end of the nut is located opposite the first end tapered and circular opening with advantage.
  • a diameter of the tapered opening is advantageously at least as large, preferably larger, than the inner diameter of the conveying line of the tubular Beigabe conferencess and / or at the same time less than a maximum dimension, in particular an outer diameter, of the tubular Beigabespas at a front end.
  • the union nut can comprise the tubular attachment piece at the front and at the same time an optimum passage for the mixture to be pumped by the mixing device remains free.
  • Such a configuration makes it possible in this case to press the present in the housing element and partially protruding from the opening tubular Beigabe conference in a simple and reliable manner by a screw movement of the nut in the opening of the housing member. Thereby, the at least one sealing element or the axial seal of Beigabespas is pressed against the sealing support in the body.
  • the union nut may include a pipe, a hose line and / or a shotcrete nozzle with a fastening flange arranged on the input side and connect in a fluid-tight manner to the mixing device. Due to the screw through the union nut pipes, hoses and / or shotcrete nozzles can be used with different flange thickness, the thickness of the mounting flanges can be compensated in many areas.
  • the at least one sealing support of the base body is designed as a truncated cone lateral surface and / or a conically tapered surface.
  • the truncated cone lateral surface and / or the conically tapered surface are in particular rotationally symmetrical with respect to the longitudinal axis of the main body.
  • An opening angle of the truncated cone lateral surface and / or the conically tapered surface advantageously measures 70-270 ° or a half opening angle, measured to the longitudinal axis or the axis of the conveying direction, of 35-135 °.
  • a truncated cone lateral surface which is designed as an outer conical surface, advantageously has an opening angle of 180-220 ° or a half opening angle of 90-110 ° (measured from the longitudinal axis or the axis of the conveying direction).
  • a truncated cone lateral surface which is designed as an inner cone surface, has in particular an opening angle of 80-100 ° or a half opening angle of 40-50 ° (measured from the longitudinal axis or the axis of the conveying direction). If both an outer conical surface and an inner conical surface are present, a ratio of the opening angle of the outer conical surface to an opening angle of the inner conical surface is advantageously in the range from 1.8 to 2.75. As has been shown this facilitates the centering of the axial seal of Beigabe brainstorms in the body, which improves the overall tightness.
  • a flat sealing surface can also be provided, which is present in particular in a plane perpendicular to an intended insertion direction of the tubular attachment piece and / or perpendicular to the longitudinal axis of the inserted piece inserted into the base body.
  • a further sealing support arranged in the base body for a further sealing element present on the beige piece and designed as an axial seal.
  • Corresponding Beigabe fantasy with at least two sealing elements in the form of axial seals can be so easily inserted into the receptacle or removed from it, at the same time a high density is achieved.
  • a present on Beigabe gallery area of the opening for introducing the additive into the delivery line can be sealed on both sides in the housing element. This is in view of a controlled metered addition of an additive into a pumpable mixture, in particular in a pumpable hydraulically setting mixture, in particular in a wet, humid or dry
  • Shotcrete composition an advantage.
  • a radial seal integrated in the main body may also be provided, e.g. an O-ring. In this case, however, the handling may be difficult.
  • a minimum diameter of the at least one sealing pad is greater than a minimum diameter of the further sealing pad. This will be allows the inclusion of a Beigabe rankingss described above with two different sized axial seals. For differently shaped Beigabeggie the sealing pads but may for example also have approximately the same outer diameter.
  • the at least one sealing support is preferably designed as an inner cone surface and / or the further sealing support is designed as an outer conical surface. If the Beigabe Georgia present in the housing element between the two axial seals from the outside pressurized, acts on the axial seals radially outwardly and / or inwardly directed force. Due to the configuration of the two sealing surfaces, an associated deflection of the axial seals in the radial direction is effectively reduced or the tightness of the axial seals is additionally increased due to the additional contact forces in the radial direction.
  • metals, plastics or composite materials with or without fiber reinforcement come into question as material for the housing element and / or the base body.
  • the housing element is particularly advantageous from a plastic, in particular polyoxymethylene copolymer, hereinafter called POM-C.
  • POM-C polyoxymethylene copolymer
  • the weight of the housing element can be kept low and at the same time a high mechanical and chemical stability is ensured, which is particularly advantageous in connection with pumpable hydraulically setting mixtures, in particular with wet, dry or dry sprayed concrete compositions.
  • Housing elements made of plastic can be compared to metals or composites also relatively inexpensive to produce, for example by casting.
  • both the Base body and the union nut each integrally made of a plastic, in particular POM-C.
  • the above-described tubular Beigabe search is advantageously provided together with the housing element also described above as a set of equipment.
  • a distance between the two sealing elements on Beigaberace-50 in the axial direction corresponds in particular substantially a distance of the two sealing pads on the housing element.
  • the passage opening in the housing element is in this case designed in particular such that the loading element can be accommodated at least partially in the passage opening.
  • Beigabe mosaic 100 has a hollow cylindrical body 102 with a along the longitudinal axis 101.2 extending circular cylindrical passage 101, which extends completely through the body 102 and serves as a mixing section or conveying line for a pumpable mixture.
  • first sealing lip 110 is arranged as a sealing element.
  • the first sealing lip 110 is designed as an axial seal and has a wedge-shaped tapering cross section in a direction away from the end face of the flange 105.
  • a wedge angle 111.1 of the first sealing lip 110 is e.g. about 30 °. In the region of an outer peripheral surface, the sealing lip merges seamlessly into the outer lateral surface of the flange 105.
  • a region of the free end 111 of the first sealing lip 110 or a region of the wedge tip is convexly curved and forms a sealing edge of the sealing lip 110.
  • the sealing lip 110 is also spaced from the wall of the base body 102 in the radial direction, so that between the wall of the base body 102 and the sealing lip 110 is a first circumferential groove 112 having a concave curved boundary surface.
  • the tubular Beigabe Georgia 100 has a step-like taper or a radially tapering taper, on which a further sealing element in the form of another circumferential sealing lip 120 is arranged.
  • the second sealing lip 120 is designed as an axial seal, has a wedge-shaped tapered cross section and is rotationally symmetrical to the longitudinal axis 101.2.
  • the further sealing lip 120 is substantially the same design and oriented as the first sealing lip 110. Accordingly, the second sealing lip 120 has a wedge angle 121.1 of e.g. about 30 ° and a portion of the free end 121 of the further sealing lip 120 forms a convexly curved sealing edge.
  • the further sealing lip 120 is further spaced apart in the radial direction from the wall of the base body 102, so that between the wall of the base body 102 and the further sealing lip 120 there is a further circumferential groove 121 with a concavely curved boundary surface.
  • the further sealing lip 120 merges seamlessly into the wall of the hollow cylindrical main body 102.
  • opening openings 103 introduced into the wall of the hollow cylindrical body 102. These serve to introduce an additive into the circular cylindrical passage 101 provided as a mixing section. It is also possible, for example, to provide 4 or 8 openings, which may also have an angle to the longitudinal axis.
  • An outer diameter 110.1 of the first sealing lip 110, measured in a direction perpendicular to the longitudinal axis 101.2 of the tubular Beigabe Georgias 100 measures, for example, about 100 mm, while an outer diameter 120.1 of the further sealing lip 120, for example, about 87 mm.
  • the outer diameter is 120.1 of the other Sealing element about 13% less than the outer diameter of the first sealing element.
  • An inner diameter 101. 1 of the loading piece 100 is, for example, approximately 60 mm.
  • the tubular Beigabe Trading 100 is in particular made completely in one piece from a plastic.
  • a plastic for example, polyurethane with a hardness of about 50-120 Shore A, for example 75 Shore A or 90 Shore A, is suitable as the plastic.
  • Fig. 3 shows a longitudinal section through an inventive housing element 200, which comprises a tubular body 225 with a central passage opening 201.
  • the passage opening 201 extends from a first end 230 to a second end 240 along a longitudinal center axis 201.1 completely through the base body 225 therethrough.
  • the passage opening 201 is subdivided into a plurality of regions with different inner diameters, wherein all regions are configured rotationally symmetrical with respect to the longitudinal center axis 201.1.
  • the passage opening 201 tapers conically.
  • the portion beginning at the first end 230 of the passage opening 201 is designed as a truncated cone surface or inner cone surface 210.
  • the inner cone surface 210 serves as a sealing support for an axial seal of a beige added in the body 225 Beigabe conferencess. This is for example a Beigabe brainstorm 100 as in the Fig. 1 - 2 shown.
  • An opening angle of the inner cone surface 210 measures, for example, approximately 90 ° (measured 45 ° from the longitudinal center axis).
  • the inner cone surface 210 is adjoined by a first hollow cylindrical section 202 with a constant inner diameter, which merges via a conical intermediate region 203 into a second hollow cylindrical section 204 with an enlarged inner diameter.
  • the second hollow cylindrical section 204 then opens into a third hollow cylindrical section 205.
  • the transition between the second and the third hollow cylindrical section is stepwise as Truncated cone surface or outer cone surface 220 is formed, which serves as a further sealing support for a further axial seal of a recorded in the base body 225 Beigabe Sharings.
  • An opening angle of the outer cone surface 220 measures, for example, approximately 200 ° (measured 100 ° from the longitudinal axis).
  • the third hollow-cylindrical section 205 finally merges into a diameter-widened connection region 206.
  • the terminal area 206 is e.g. designed for connecting a delivery pipe or a delivery hose.
  • two radial bores 213a, 213b also open out of diametrically opposite directions as supply lines for introducing an additive into the passage opening 201.
  • the one bore 213a is closed, for example, by a closure cap 402, while at the other bore 213b is closed by a curved tubing 400 a hose or pipe 401 is connected.
  • both holes 213a, 213b can also be equipped with a connecting piece 400.
  • An inner diameter 202. 1 of the first hollow-cylindrical section 202 which corresponds to a minimum diameter of the inner cone surface 210, is larger than an inner diameter 205. 1 of the third hollow-cylindrical section 205, which corresponds to the minimum diameter of the outer conical surface 220.
  • the minimum diameter of the further sealing support is thus smaller than the minimum diameter of the first sealing support (inner conical surface 210) in the housing element 200.
  • an external thread 250 is furthermore introduced into the base body 225.
  • a union nut 300 is screwed.
  • the union nut 300 has a first hollow-cylindrical end with an internal thread 301 running in the direction of the longitudinal axis. At the other end of the union nut, there is a step-like manner with respect to the first end tapered circular cylindrical opening 302. As a result, in the interior of the union nut 300 there is a disk-shaped end face 303 adjoining the opening 302, which is provided as a contact surface for a beige piece and / or further tubular elements. A diameter 302.1 of the opening is smaller than a diameter of the internal thread 301.
  • the union nut 300 By a screwing movement of the union nut 300 on the external thread 250 of the base body 225, the union nut in the axial direction or in the direction of the longitudinal axis 201.1 relative to the base body 225 move.
  • a disposed behind the opening 302 of the union nut 300 and abutting the end face 303 element, for example, a Beigabe brainstorm 100 as shown in the Fig. 1 - 2 can thus be pressed against the housing element.
  • the union nut can be used as a means for applying a force acting in the axial direction or in the direction of the longitudinal axis 201.1.
  • the main body 225 and the union nut 300 are advantageously each made in one piece from plastic.
  • a plastic for example POM-C is suitable.
  • the loading piece 100 and the housing element 200 together form a set of equipment.
  • a distance of the two sealing edges 111, 121 on the Beigabe conference 100 corresponds to a distance between the two sealing pads 210, 220 on the housing element 200.
  • An outer diameter of the Beigabe conferences 100 between the two sealing lips 110, 120 is also less than the inner diameter in the first two hollow cylindrical portions 202, 204 and the conical intermediate portion 203. As a result, the Beigabe Georgia 100 can be received in the radial direction with play in the passage opening 201.
  • Fig. 4 shows an assembly comprising the housing member 200 from Fig. 3 with the enclosed therewith Beigabe Sharing 100 from the Fig. 1 - 2 in a longitudinal section.
  • This arrangement corresponds to a mixing device for the controlled metered addition of an additive into a pumpable hydraulic setting mixture, in particular in a wet, dry or dry shotcrete composition.
  • the first sealing lip 110 of the loading piece 100 lies with its free end 111 or the sealing edge on the inner cone surface 210 of the base body 225.
  • the further sealing lip 120 of the add-on piece 100 lies with its free end 121 or the sealing edge on the outer conical surface 220 of the base body 225.
  • the region of the flange 105 protrudes in the axial direction beyond the first end 230 of the base body 225 into the inner region of the union nut 300.
  • an inlet-side flange 601 of a shotcrete nozzle 600 is additionally arranged between the flange-side end of the adduct 100 and the end surface 303 of the union nut 300 .
  • the outer diameter of the inlet-side flange 601 of the Spritzbetondüse 600 is greater than the diameter of the opening 302 of the union nut 300.
  • a fluid entering the first two hollow cylindrical sections 202, 204 and the intermediate conical section 203 via the connection stub 400 e.g. an additive for a shotcrete composition
  • the connection stub 400 e.g. an additive for a shotcrete composition
  • an open end of a delivery tube or delivery tube 500 equipped with a coupling device is also connected in a manner known per se.
  • a pumpable mixture for example a shotcrete composition
  • An inner diameter of the delivery pipe or Delivery hose 500 substantially corresponds to the inner diameter 101.1 of the tubular Beigabe Sharings 100th
  • Fig. 5 shows a further inventive tubular Beigabe search 800 in cross section. This is essentially identical to the Beigabe conference 100 of the Fig. 1 and 2 However, in a region between the two sealing elements 810, 820 additionally has a reinforcing element 850.
  • the reinforcing element 850 is formed as a steel ring and completely embedded in the wall of the tubular Beigabespas 800 or poured.
  • a length of the reinforcing member in the axial direction measures about 17% of the total length of the beige body 800 in the axial direction.
  • the union nut 300 removed from the base body 225 is pushed over the shotcrete nozzle 600 until the inlet-side flange 601 abuts the disk-shaped end face 303 of the union nut.
  • the tubular attachment piece 100 is inserted from the first end 230 into the passage opening 201 of the housing element 200 until the two sealing lips 110, 120 rest on the respective sealing supports 210, 220 in the base body 225.
  • the union nut 300 is screwed with the shotcrete nozzle 600 on the external thread 250 of the body 225 and tightened.
  • the two sealing lips 110, 120 are automatically pressed against the associated sealing pads 210, 220.
  • the delivery pipe or hose 500 may be connected at any time regardless of the other components.
  • the union nut 300 is completely dissolved and removed from the body 225. Thereafter, the Beigabgins can be taken at the flange end and pulled out without appreciable force from the passage opening.
  • the housing element 200 (FIG. Fig. 3 ) from POM-C with an adjunct 100 ( Fig. 1 - 2 ) made of polyurethane with a hardness of approx. 90 Shore-A.
  • the connection region 206 and the opening 302 of the union nut 300 were each sealed fluid-tight with a blind flange.
  • pressurized water was supplied via the connecting piece 400 and the water pressure was increased continuously.
  • compressive strengths of the arrangement of up to 50 - 60 bar have been found before by expansion of the material of the nut 300, a pressure relief has taken place.
  • Neither the union nut 300 nor the connection area 206 were damaged, so that the experiments were repeatable several times. This is particularly advantageous in terms of occupational safety, since there is no risk that the housing element or the Beigabe Sharing breaks up and is torn apart, which could cause personal injury.
  • the bores 103 were sealed and one of the blind flanges was bored to the opening 101.
  • leakage of the sealing system at approx. 10 bar could be detected by the exit of water through the bore in the blind flange.
  • the sealing system is tight up to a pressure of about 10 bar.
  • the supporting pieces 100 ( Fig. 1 - 2 ) and 800 ( Fig. 5 ) made of polyurethane with a hardness of 75 and 90 Shore A and the housing elements 200 ( Fig. 3 ) of POM-C have also been tested in conventional sprayed concrete applicator arrangements under various conditions.
  • the inventive devices are at least as well suited for applying shotcrete as conventional systems, but the handling when cleaning and replacing the Beigabe Industriess is significantly better.
  • the Beigabe Georgia 100 from the Fig. 1 - 2 replace one or both of the sealing lips 110, 120 with an O-ring.
  • the O-ring can be arranged, for example, against the end face of the flange 105.
  • openings 103 it is also possible, in addition to or instead of the openings 103, to provide further or otherwise formed openings, for example slots, in the wall of the beige piece.
  • housing member 200 off Fig. 3
  • the housing element 200 can have additional or differently configured feed openings.
  • the mixing section 101 of the loading piece 100 and / or the passage opening 201 of the housing element 200 may also have a tapered cross-section. This can be expedient, for example, for realizing a current transformer.
  • the Beigabe Georgia 100, the base body 225 and / or the union nut 300 partially or completely made of a material other than plastic, e.g. made of steel and / or aluminum.
  • Beigabetries 100 can in the equipment set, the arrangement of Fig. 4 or in the assembly / disassembly process and the tubular Beigabeuite 800 Fig. 5 be used.

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Abstract

Ein rohrförmiges Beigabestück (100) zur Aufnahme in einer Mischeinrichtung zur kontrollierten Zudosierung eines Zusatzmittels in ein pumpfähiges Gemisch verfügt über wenigstens ein Dichtungselement (110) zur Herstellung einer mindestens teilweise fluiddichten Verbindung zwischen dem Beigabestück (100) und der Mischeinrichtung und zeichnet sich dadurch aus, dass das wenigstens eine Dichtungselement (110) in Bezug auf eine Längsachse (101.2) des rohrförmigen Beigabestücks (100) als Axialdichtung ausgelegt ist. Ein Gehäuseelement einer Mischeinrichtung verfügt wenigstens über eine Dichtauflage (210) für eine Axialdichtung des Beigabestücks, sowie Mittel (300) zum Aufbringen einer in Axialrichtung und/oder Längsrichtung der Durchlassöffnung auf das Beigabestück wirkenden Kraft, so dass die Axialdichtung eines wenigstens teilweise in der Durchlassöffnung (201) aufgenommenen Beigabestücks (100) durch die Mittel (300) zum Aufbringen der Kraft gegen die Dichtauflage angedrückt werden kann.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein rohrförmiges Beigabestück zur Aufnahme in einer Mischeinrichtung zur kontrollierten Zudosierung eines Zusatzmittels in ein pumpfähiges Gemisch, insbesondere in ein pumpfähiges hydraulisch abbindendes Gemisch, im Besonderen in eine Spritzbetonzusammensetzung, wobei das Beigabestück über eine durch das Beigabestück hindurch verlaufende Mischstrecke zur Leitung des pumpfähigen Gemischs verfügt und in einer Wandung des Beigabestücks wenigstens eine in die Mischstrecke mündende Öffnung zum Einleiten des Zusatzmittels in die Mischstrecke eingebracht ist und wobei am Beigabestück wenigstens ein Dichtungselement zur Herstellung einer mindestens teilweise fluiddichten Verbindung zwischen dem Beigabestück und der Mischeinrichtung vorliegt.
  • Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf ein Gehäuseelement einer Mischeinrichtung zur kontrollierten Eindüsung eines Zusatzmittels in ein pumpfähiges Gemisch, insbesondere ein pumpfähiges hydraulisch abbindendes Gemisch, im besonderen eine Spritzbetonzusammensetzung, wobei das Gehäuseelement eine Durchlassöffnung für das pumpfähige Gemisch umfasst, wobei die Durchlassöffnung zur wenigstens teilweisen Aufnahme eines Beigabestücks ausgelegt ist.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung beinhaltet einen Gerätesatz umfassend ein Beigabestück und einen Gehäuseelement. Zudem betrifft die Erfindung die Verwendung eines Beigabestücks zur kontrollierten Zudosierung eines Zusatzmittels in ein pumpfähiges Gemisch.
    • Stand der Technik
  • Das Zudosieren bzw. Zumischen von kleinen Mengen eines Stoffes, z.B. eines Zusatzmittels in ein pumpfähiges Gemisch, ist bei vielen Anwendungen unerlässlich. Eine gute Durchmischung ist jedoch oftmals schwierig zu erreichen, dies insbesondere bei heterogenen Gemischen mit Feststoffanteilen. Problematisch ist insbesondere die Zudosierung von Zusatzmitteln in hydraulisch abbindende Gemische, welche üblicherweise einen relativ hohen Feststoffanteil an abrasiv wirkendem Sand, Kies und Zement aufweisen.
  • Besonders anspruchsvoll ist das Zumischen von Zusatzmitteln bei der Verarbeitung von Spritzbeton. Vor dem Spritzen durchströmt der Spritzbeton mit hoher Geschwindigkeit eine Förderleitung mit aufgesetzter Spritzdüse. Notwendige Rezepturbestandteile, wie z.B. Wasser (bei Trockenspritzbeton), Druckluft und Zusatzmittel (z.B. Erstarrungsbeschleuniger) werden üblicherweise erst unmittelbar vor der Spritzdüse zudosiert oder maximal ca. 2.5m vorher. Die nun fertig zubereitete Spritzbetonmischung schiesst anschliessend unter Druck auf die Aufragstelle und verdichtet sich dabei so stark, dass im Wesentlichen sofort eine fertig verdichtete Betonstruktur entsteht. Entsprechend werden für die Spritzbetonverarbeitung besonders effiziente und robuste Mischeinrichtungen benötigt.
  • Bekannte Mischeinrichtungen für die Spritzbetonverarbeitung bestehen üblicherweise aus einem rohrförmigen Beigabestück, welches als Verschleissteil ausgelegt ist und in einem speziellen Gehäuse auswechselbar gehalten wird. Seitliche Einlässe am Beigabestück ermöglichen dabei die Zudosierung eines Zusatzmittels in das durch das rohrförmigen Beigabestück geförderte Gemisch. Je nach Anwendung werden dabei unterschiedliche Beigabestücke eingesetzt, welche sich zum Beispiel bezüglich Anzahl, Grösse und Geometrie der seitlichen Einlässe und/oder im Hinblick auf die Querschnittsgeometrie der Förderleitung unterscheiden.
  • Die EP 1 570 908 A1 (Sika Technology AG) offenbart diesbezüglich z.B. eine Spritzbetondüse zum Aufbringen von Nassspritzbeton oder Trockenspritzbeton mit einem integrierten Beigabestück zum Zudosieren eines Zusatzmittels. Das Beigabestück verfügt dabei über eine Vielzahl von seitlichen Kanälen zum Einbringen von Zusatzmitteln in den Spritzbeton. Das integrierte Beigabestück der Spritzbetondüse ist zur Aufnahme in einem Gehäuse mit einem Anschluss zur Zufuhr des Zusatzmittels vorgesehen. Damit das Einbringen des Zusatzmittels kontrolliert und gleichmässig durch die seitlichen Kanäle des Beigabestückes erfolgt, wird vor und hinter den seitlichen Kanälen im Gehäuse abgedichtet. Hierfür sind bei der Spritzebetondüse der EP 1 570 908 umlaufende ringförmige Nuten vorgesehen, welche zur Aufnahme von O-Ringen ausgelegt sind. Wird der Bereich des Beigabestücks in ein Gehäuse mit passender zylindrischer Öffnung geschoben, wird der zwischen den O-Ringen liegende Bereich unter Ausbildung einer Radialdichtung abgedichtet.
  • Bei anderen marktgängigen Mischeinrichtungen werden die für die Abdichtung verwendeten O-Ringe in entsprechend ausgebildeten Nuten im Gehäuse der Mischeinrichtung angeordnet.
  • Bekannte Mischeinrichtungen sind jedoch nur dann einigermassen zufriedenstellen handhabbar, wenn die Komponenten (Gehäuse und Beigabestück) aus einem Präzisionswerkstoff, wie z.B. Stahl, hergestellt werden. Wird das Beigabestück beispielsweise aus Kunststoff hergestellt, was insbesondere aus Gewichtsgründen vorteilhaft ist, ergeben sich grosse Toleranzen. Um die Dichtigkeit der O-Ringe in jedem Fall zu gewährleisten, werden die Nuten für die O-Ringe üblicherweise mit Übermass ausgelegt. Dadurch entsteht beim Einsetzen des Beigabestücks in das Gehäuse jedoch eine radiale Presspassung. Aufgrund dieser Presspassung sind beim Einsetzen und Entnehmen des Beigabestücks ein hoher Kraftaufwand oder spezielle Werkzeuge notwendig, was die Handhabung stark erschwert.
    • Darstellung der Erfindung
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehöriges Beigabestück bereit zu stellen, welches beim Ein- und Ausbau in oder aus einem Gehäuse einfacher handhabbar ist und dennoch eine zuverlässige Abdichtung ermöglicht. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein entsprechendes Gehäuseelement einer Mischeinrichtung zu schaffen.
  • Die Aufgabe im Hinblick auf das Beigabestück wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Demnach ist das wenigstens eine Dichtungselement in Bezug auf eine Längsachse des rohrförmigen Beigabestücks als Axialdichtung ausgelegt.
  • Die Aufgabe bezüglich des Gehäuseelements wird entsprechend durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 9 gelöst, wonach wenigstens eine am Gehäuseelement angeordnete Dichtauflage für ein als Axialdichtung ausgelegtes Dichtungselement des Beigabestücks vorliegt, sowie Mittel zum Aufbringen einer in Axialrichtung und/oder Längsrichtung der Durchlassöffnung auf das Beigabestück wirkenden Kraft vorhanden sind, so dass die Axialdichtung eines wenigstens teilweise in der Durchlassöffnung aufgenommenen Beigabestücks durch die Mittel zum Aufbringen der Kraft gegen die Dichtauflage angedrückt werden kann.
  • Weitere Aspekte der Erfindung sind Gegenstand weiterer unabhängiger Ansprüche. Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Der Ausdruck "rohrförmiges Beigabestück" steht insbesondere für ein rohrförmiges Element mit einem Einlass und einem Auslass, welche durch einen fluidleitenden Kanal oder eine Förderleitung verbunden sind. Der fluidleitende Kanal oder die Förderleitung entspricht dabei der Mischstrecke des rohrförmigen Beigabestücks. Im Bereich der Mischstrecke findet dabei die Vermischung des pumpfähigen Gemischs mit dem Zusatzmittel statt. Die Ausdrücke Förderleitung und Mischstrecke werden im vorliegenden Zusammenhang entsprechend synonym verwendet.
  • Eine Querschnittsfläche des fluidleitenden Kanals kann entlang der Förderleitung konstant oder verändernd ausgebildet sein. Eine Form der Querschnittsfläche kann entsprechend der vorgesehenen Anwendung beliebig gewählt werden, z.B. kreisrund, oval und/oder vieleckig. Aus fluiddynamischen Gründen bevorzugt ist eine kreisrunde Querschnittsfläche. Im Besonderen ist das rohrförmige Beigabestück ein zylinderförmiges Rohrstück, insbesondere mit im Wesentlichen kreiszylindrischer Förderleitung. Der Begriff zylinderförmiges Rohrstück umfasst im vorliegenden Zusammenhang insbesondere Rohrstücke, welche im Bereich der Mantelfläche über vorstehende Dichtungselemente, Flansche und/oder verjüngte Rohrabschnitte verfügen.
  • Ein Innendurchmesser, insbesondere ein minimaler Innendurchmesser, der Förderleitung beträgt bevorzugt wenigstens 25 mm. Ein maximaler Wert des Innendurchmessers der Förderleitung misst insbesondere höchstens ca. 100 mm. Besonders bevorzugt beträgt der Innendurchmesser der Förderleitung 32 mm, 38 mm, 50 mm, 60 mm, 65 mm oder 85 mm. Damit lässt sich das Beigabestück bestmöglich mit standardisierten Komponenten, wie zum Beispiel Förderleitungen, Förderschläuchen und/oder Spritzbetondüsen verbinden. Des Weiteren wird bei derartigen Dimensionen insbesondere eine optimale Förderung von unterschiedlichen Fördermengen (in Kubik pro min) von Spritzbetonzusammensetzungen gewährleistet. Eine Gesamtlänge des Beigabestücks, gemessen in Axialrichtung, beträgt mit Vorteil 30 - 300 mm, weiter bevorzugt 50 - 150 mm.
  • Die "Längsachse des rohrförmigen Beigabestücks" entspricht insbesondere der durch den fluidleitenden Kanal oder die Förderleitung vorgegebenen Richtung, welche insbesondere auch einer Förderrichtung des in der Förderleitung zu fördernden pumpfähigen Gemischs entspricht. Der Ausdruck "Axialrichtung" oder in "axialer Richtung" steht im vorliegenden Zusammenhang insbesondere für die durch den fluidleitenden Kanal oder die Förderleitung definierte Richtung.
  • Im Falle eines zylinderförmigen Rohrstücks entspricht die Längsache im Wesentlichen der Längsmittelachse und/oder Symmetrieachse der Förderleitung und/oder des rohrförmigen Beigabestücks.
  • Der Begriff "Dichtungselement" steht im vorliegenden Zusammenhang insbesondere für ein geformtes Element aus Kunststoff. Das Dichtungselement ist dabei so ausgebildet, dass durch eine berührende Anpressung an einer Dichtfläche auf einem abzudichtenden Teil eine fluiddichte Verbindung resultiert.
  • Weiter bezeichnet der Begriff "Radialdichtung" im vorliegenden Zusammenhang insbesondere eine Dichtung, bei der sich das Dichtungselement, z.B. ein O-Ring, im Wesentlichen in radialer Richtung von einer ersten Dichtfläche an einem ersten Körper auf eine zweite Dichtfläche an einem zweiten Körper hin erstreckt und einen radialen Zwischenraum abdichtet. Eine Radialdichtung wird bei der Montage daher im Wesentlichen durch eine in radialer Richtung wirkende Kraft vorgepresst, um die gewünschte Dichtwirkung zu erzielen.
  • Im Gegensatz dazu bezeichnet der Ausdruck "Axialdichtung" insbesondere ein Dichtungselement, welches sich entlang einer Längsachse erstreckt und einen Spalt zwischen zwei axial beabstandeten Dichtflächen abdichtet. Um die gewünschte Dichtwirkung zu erreichen, wird eine Axialdichtung bei der Montage insbesondere durch eine in axialer Richtung wirkende Kraft vorgepresst.
  • Bei einer Radialdichtung verläuft die Durchflussrichtung einer Leckage somit insbesondere in axialer Richtung, während bei einer Axialdichtung, je nach Winkel der beabstandeten Dichtflächen zur Achse, die Durchflussrichtung zumindest eine radiale Komponente aufweist.
  • Wie sich in der Praxis gezeigt hat, lassen sich die erfindungsgemässen Beigabestücke in einfacher Art und Weise in entsprechend ausgebildete Mischeinrichtungen oder Gehäuseelemente einsetzen und auch wieder daraus entnehmen.
  • Dies insbesondere weil es aufgrund der erfindungsgemässen Axialdichtung möglich ist, vollständig auf Radialdichtungen am Beigabestück oder in der Mischeinrichtung zu verzichten. Damit ist es nicht erforderlich, dass das Beigabestück in Bezug auf die Durchmesserdimensionen exakt auf den Innendurchmesser der Aufnahmeöffnung in der Mischeinrichtung übereinstimmt, wie dies bei herkömmlichen Beigabestücken der Fall ist. Im Gegenteil, ein Aussendurchmesser der erfindungsgemässen Beigabestücke kann gegenüber dem Innendurchmesser der Aufnahmeöffnung in der Mischeinrichtung deutlich geringer gewählt werden, so dass sich das Beigabestück mit Spiel in die Aufnahmeöffnung einschieben oder daraus entnehmen lässt. Auch Fertigungstoleranzen, welche bei Beigabestücken aus Kunststoff im Allgemeinen bedeutend grösser sind als bei Beigabestücken aus Stahl, sind aufgrund der erfindungsgemässen Lösung weitgehend unproblematisch.
  • Die erfindungsgemäss vorliegende Axialdichtung ermöglicht es dennoch, zwischen Beigabestück und der Mischeinrichtung bzw. in der Aufnahmeöffnung eine fluiddichte Verbindung herzustellen. Hierfür reicht es aus, wie weiter unten noch genauer beschrieben wird, wenn die Axialdichtung am Beigabestück durch eine in axialer Richtung wirkende Kraft gegen eine Dichtfläche gedrückt in der Mischeinrichtung fixiert gehalten wird. Dies stellt eine einfache und dennoch äusserst wirksame Methode zur Abdichtung dar.
  • Wie sich des Weiteren gezeigt hat, sind die erfindungsgemässen Beigabestücke im Besonderen bei der Zudosierung eines Zusatzmittels in ein pumpfähiges hydraulisch abbindendes Gemisch, im Besonderen in Spritzbetonzusammensetzung, von Vorteil. Die Spritzbetonzusammensetzung kann dabei insbesondere eine nasse, erdfeuchte oder trockene Spritzbetonzusammensetzung sein.
  • Somit bleibt festzuhalten, dass das erfindungsgemässe Beigabestück beim Ein- und Ausbau in oder aus einem Gehäuse einfacher handhabbar ist und dennoch eine zuverlässige Abdichtung ermöglicht.
  • Grundsätzlich ist es möglich, am Beigabestück nebst der wenigstens einen erfindungsgemässen Axialdichtung zusätzlich auch eine oder mehrere Radialdichtungen vorzusehen. Für spezielle Anwendungen kann dies unter Umständen zweckmässig sein. Allerdings gehen in diesem Fall die erfindungsgemässen Vorteile zumindest teilweise verloren.
  • Besonders bevorzugt ist die Axialdichtung als eine ringförmige Dichtlippe ausgebildet, welche insbesondere in einem Abschnitt, bevorzugt durchgängig, einen keilförmig zulaufenden Querschnitt aufweist. Insbesondere ist dabei ein Bereich einer Keilspitze der Dichtlippe als Dichtkante ausgelegt. Mit derartigen Dichtlippen können im vorliegenden Zusammenhang mechanisch stabile und dichte Axialdichtungen realisiert werden. Der Bereich der Keilspitze bildet dabei eine definierte Dichtkante mit geringer Auflagefläche. Unter Einwirkung einer in Axialrichtung wirkenden Kraft resultiert so ein hoher Druck im Bereich der Auflagefläche, was eine gute Dichtwirkung ergibt. Der hinter dem Bereich der Keilspitze liegende breitere Bereich der Keilspitze gewährleistet zugleich eine hohe mechanische Stabilität der Dichtlippe bzw. des Dichtungselements. Grundsätzlich kann die Axialdichtung aber beispielsweise auch in Form eines O-Rings oder einer Flachdichtung, zum Beispiel mit rechteckigem oder konischem Querschnitt, vorliegen.
  • Insbesondere misst ein Keilwinkel der Dichtlippe 10° - 80°, bevorzugt 20° - 70°, besonders bevorzugt 25° - 35°. Unter dem Keilwinkel wird in diesem Zusammenhang insbesondere der Winkel zwischen den beiden in der Keilspitze zusammentreffenden Keilflächen der Dichtlippe verstanden. Solche spitzen Keilwinkel haben sich im Hinblick auf eine optimale Dichtwirkung und Stabilität als besonders geeignet herausgestellt.
  • Prinzipiell sind aber auch Keilwinkel von weniger als 10° oder mehr als 80° möglich.
  • Des Weiteren hat sich gezeigt, dass die Dichtlippe im Bereich der Keilspitze besonders bevorzugt eine konvex gekrümmte Kantenfläche als Dichtkante aufweist. Dadurch lässt sich die Auflagefläche der Dichtkante auf einer Fläche nochmals reduzieren, da sich die Auflagefläche in diesem Fall einer Auflagelinie annähert. Zugleich wird mit einer konvex gekrümmten Kantenfläche die mechanische Stabilität der Dichtlippe gegenüber einer scharfkantigen Keilspitze verbessert, da das Risiko der Kantenbeschädigung, z.B. durch Einreissen der Dichtlippe im dünnen Kantenbereich, reduziert wird.
  • Konvex gekrümmte Kantenfläche sind aber nicht zwingend. Grundsätzlich kann die Dichtlippe im Bereich der Keilspitze beispielsweise auch scharfkantig oder mit einer abgeflachten Dichtkante ausgebildet sein.
  • Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Axialdichtung an einer Stirnseite eines am Beigabestück vorliegenden Flansches angeordnet. Der Flansch fungiert dabei als Trägerelement für die Axialdichtung. Dies ermöglicht in einfacher Art und Weise eine Anordnung der Axialdichtung am Beigabestück. Bevorzugt ist der Flansch in axialer Richtung bündig mit dem rohrförmigen Beigabestück.
  • Prinzipiell ist es aber auch denkbar, die Axialdichtung zum Beispiel an einer Stirnseite der Wandung des rohrförmigen Beigabestücks und/oder an einer Stirnseite einer stufenartigen Verjüngung und/oder einer radial einspringenden Verjüngung des rohrförmigen Beigabestücks angeordnet ist.
  • Bevorzugt ist die an der Stirnseite des Flansches angeordnete Axialdichtung wenigstens teilweise, bevorzugt vollständig, von der Wandung des Beigabestücks beabstandet angeordnet, so dass zwischen der Axialdichtung und der Wandung eine Nut vorliegt. Die Nut weist zudem insbesondere eine konkav gekrümmte Begrenzungsfläche auf. Durch die Beabstandung der Axialdichtung kann die Dichtlippe besser an die Gegebenheiten der Dichtauflage in der Mischeinrichtung angepresst werden. Insbesondere ist es in diesem Fall möglich, dass der Bereich der Keilspitze beim Anpressen an die Dichtauflage in der Mischeinrichtung in beschränktem Ausmass in radialer Richtung beweglich bleibt und so besser an die Dichtauflage angepresst werden kann.
  • Dies ist beispielsweise in Kombination mit konisch zulaufend ausgebildeten Dichtauflagen in der Mischeinrichtung vorteilhaft, welche zugleich eine automatische Zentrierung der Dichtlippen ermöglichen.
  • Eine konkav gekrümmte Begrenzungsfläche der Nut hat zudem den Vorteil, dass weniger oder gar keine Kanten im Nutbereich vorliegen, in welchen Material hängen bleiben könnte. Dadurch wird bei der Verwendung des Beigabestücks in einer Mischeinrichtung eine mögliche Materialanhäufung und damit verbundene Verstopfungsgefahr reduziert. Zudem lassen sich derartig ausgestaltete Nuten einfacher reinigen.
  • Prinzipiell kann die Axialdichtung aber auch an der Wandung des Beigabestücks anliegend angeordnet sein. Ebenso ist es möglich, eine Nut mit nicht-konkav gekrümmter Begrenzungsfläche vorzusehen. Allerdings entfallen in diesen Fällen die vorstehend genannten Vorteile zumindest teilweise.
  • Abgesehen von dem allfälligen Verstärkungselement, ist gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform das Beigabestück und/oder die Axialdichtung aus einem Kunststoff, besonders bevorzugt einem Kunststoff mit einer Härte von 50 - 120 Shore-A, gefertigt. Insbesondere bevorzugt verfügt der Kunststoff über eine Härte von 70 - 95 Shore-A. Geeignet sind zum Beispiel Kunststoffe aus Polyurethan. Derartige Kunststoffe weisen eine gute mechanische Stabilität auf und weisen eine optimale Verformbarkeit beim Anlegen einer Axialkraft auf, so dass eine gute Dichtwirkung erhalten wird. Dies hat sich insbesondere bei der Verwendung des Beigabestücks unter relativ harschen Bedingungen im Zusammenhang mit hydraulisch abbindenden Gemischen, im Besonderen mit nassen, erdfeuchten oder trockenen Spritzbetonzusammensetzungen, gezeigt.
  • Bevorzugt ist das wenigstens eine Dichtungselement und/oder die Axialdichtung stoffschlüssig mit dem Beigabestück verbunden. Dadurch wird eine optimale Positionierung und Dichtwirkung sichergestellt. Zudem besteht keine Gefahr, dass das Dichtungselement beim Ein- oder Ausbau des Beigabestücks verloren gehen könnte.
  • Ganz besonders bevorzugt ist das Beigabestück, abgesehen von einem allfälligen Verstärkungselement, vollständig einstückig ausgebildet. Damit ist insbesondere gemeint, dass das Beigabestück samt der Axialdichtung und allfälligen weiteren Elementen, wie zum Beispiel dem wenigstens einem Flansch, eine stoffschlüssig verbundene Einheit bildet.
  • Gemäss eine vorteilhaften Variante besteht das Beigabestück aus einem einstückigen Gusskörper und optional einem wenigstens teilweise darin eingebetteten Verstärkungselement. Der Gusskörper besteht dabei insbesondere aus einem Kunststoff, besonders bevorzugt einem Kunststoff mit einer Härte von 50 - 120 Shore-A. Noch vorteilhafter sind Kunststoffe der Härte 70 - 95 Shore-A. Dadurch lassen sich besonders stabile Beigabestücke in wirtschaftlicher Art und Weise herstellen. Insbesondere ein Beigabestück aus einem einstückigen Gusskörper lässt sich in einem einzigen Arbeitsgang ohne aufwändige Nachbearbeitung herstellen. Ein allfälliges Verstärkungselement, insbesondere ein ringförmiges Verstärkungselement ist dabei mit Vorteil wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, im Gusskörper eingebettet, so dass dieses nicht mit den Medien oder dem pumpfähigen Gemisch in der Mischstrecke in Kontakt kommt. Ein derartiges Verstärkungselement kann direkt beim Giessen des Gusskörpers in diesen eingebettet werden.
  • Prinzipiell kann das Beigabestück aber auch aus mehreren einzelnen und kraft- und/oder formschlüssig verbundenen Teilen bestehen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform liegt am Beigabestück zusätzlich ein weiteres Dichtungselement vor, welches in Richtung der Längsachse des rohrförmigen Beigabestücks vom wenigstens einen Dichtungselement beabstandet ist. Das weitere Dichtungselement ist insbesondere als weitere Axialdichtung ausgelegt. Ganz besonders bevorzugt ist auch das weitere Dichtungselement als ringförmige Dichtlippe ausgestaltet, welche einen keilförmigen Querschnitt aufweist und als Dichtkante ausgelegt ist, welche im Bereich der Keilspitze besonders bevorzugt eine konvex gekrümmte Kantenfläche als Dichtkante aufweist. Ein Keilwinkel der Dichtlippe des weiteren Dichtungselements misst vorteilhafterweise Besonderen 10° - 80°, bevorzugt 20° - 70°, besonders bevorzugt 25° - 35°.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das weitere Dichtungselement an einer Stirnseite einer stufenartigen Verjüngung und/oder einer radial einspringenden Verjüngung des rohrförmigen Beigabestücks angeordnet. Bevorzugt ist die an der Stirnseite der einspringenden Verjüngung angeordnete Axialdichtung wenigstens teilweise, bevorzugt vollständig, von der Wandung des Beigabestücks beabstandet angeordnet, so dass zwischen der Axialdichtung und der Wandung eine Nut vorliegt, welche mit Vorteil eine konkav gekrümmte Begrenzungsfläche aufweist.
  • Grundsätzlich kann aber auch das zweite Dichtungselement an einem weiteren vorspringenden Flansch oder an einer Stirnseite der Wandung des rohrförmigen Beigabestücks angebracht sein. Prinzipiell ist es zudem möglich, anstelle oder zusätzlich zur Dichtlippe ein anders ausgestaltetes Dichtungselement vorzusehen, welches beispielsweise keinen keilförigen Querschnitt aufweist, wie zum Beispiel ein O-Ring oder eine Flachdichtung mit rechteckigem Querschnitt.
  • Bei zwei voneinander beabstandeten Dichtelementen kann die in die Förderleitung mündende Öffnung beispielsweise zwischen dem wenigstens einen Dichtungselement und dem weiteren Dichtungselement angeordnet werden. Der Bereich der Öffnung kann in diesem Fall in einem Gehäuse vollständig durch die beiden Dichtungselemente, insbesondere in Form von Axialdichtungen, abgedichtet werden. Dies ist im Hinblick auf eine kontrollierte Zudosierung eines Zusatzmittels in ein pumpfähiges Gemisch, insbesondere in ein pumpfähiges hydraulisch abbindendes Gemisch, im Besonderen in eine nasse, erdfeuchte oder trockene Spritzbetonzusammensetzung, von Vorteil.
  • Besonders vorteilhaft ist eine maximale Ausdehnung, insbesondere ein maximaler Aussendurchmesser, des weiteren Dichtungselements in einer Richtung senkrecht zur Längsachse und/oder einer radialen Richtung des rohrförmigen Beigabestücks geringer als eine maximale Ausdehnung, insbesondere ein maximaler Aussendurchmesser, des wenigstens einen Dichtungselements. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht es, das röhrförmige Beigabestück im Wesentlichen ohne jeglichen Kraftaufwand mit dem weiteren Dichtungselement voran in axialer Richtung in eine entsprechend ausgebildete Öffnung eines Gehäuses einer Mischeinrichtung einzuschieben, bis sowohl das wenigstens eine als auch das weitere Dichtungselement an einer dafür vorgesehenen Dichtauflage zu liegen kommen. Eine Entnahme des rohrförmigen Beigabestücks kann dann in umgekehrter Richtung ebenfalls ohne Kraftaufwand erfolgen. Zudem wird in dieser Ausführungsform sichergestellt, dass das Beigabestück automatisch in eindeutiger definierter Position zu liegen kommt. Eine versehentliche Montage des Beigabestücks in falscher Richtung wird dadurch verunmöglicht.
  • Prinzipiell ist es aber auch denkbar, die beiden Dichtungselemente im Wesentlichen mit gleichen Abmessungen auszubilden und diese z.B. an den beiden endseitigen Stirnseiten der Wandung des rohrförmigen Beigabestücks anzubringen. Auch möglich ist es, die beiden Dichtungselemente beispielsweise mit im Wesentlichen gleichen maximalen Ausdehnungen vorzusehen und ein spezielles Gehäuse mit einer für die Montage des Beigabestücks wenigstens teilweise zerlegbaren Öffnung vorzusehen. Damit entfallen aber die vorstehend genannten Vorteile zumindest teilweise. Gemäss einer weiteren Ausführungsform verfügt das rohrförmige Beigabestück bevorzugt über ein strukturelles Verstärkungselement. Das Verstärkungselement besteht mit Vorteil aus einem Material mit geringerer Elastizität als ein Material des fluidleitenden Kanals bzw. der Mischstrecke. Grundsätzlich können auch mehrere beabstandete und/oder miteinander verbundene Verstärkungselemente vorliegen.
  • Das Verstärkungselement kann beispielsweise aus Kunststoff, Metall und/oder einem Verbundwerkstoff gefertigt sein. Durch das Verstärkungselement lässt sich die mechanische Stabilität in Teilbereichen, insbesondere in radialer Richtung, des rohrförmigen Beigabestücks gezielt erhöhen, wobei die nötige axiale Elastizität erhalten bleibt.
  • Besonders bevorzugt ist das Verstärkungselement aus einem Metall, insbesondere Stahl gefertigt. Dadurch wird eine optimale Verstärkung des rohrförmigen Beigabestücks erreicht.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist das Verstärkungselement als ringförmiges und/oder hohlzylindrisches Element, insbesondere als Metallring, ausgebildet. Damit kann das Verstärkungselement zum Beispiel in einfacher Art und Weise im Bereich des fluidleitenden Kanals angeordnet werden und verfügt dabei über eine optimale Stützwirkung in radialer Richtung. Es können prinzipiell aber auch anders ausgebildete Verstärkungselemente vorgesehen werden. Dies können zum Beispiel Fasern, Gitternetze oder Geflechte aus Fasern sein. Damit kann ebenfalls eine Verstärkung des rohrförmigen Beigabestücks in radialer Richtung erreicht werden ohne die notwendige Flexibilität in Achsrichtung zu verlieren.
  • Eine Länge des Verstärkungselements, insbesondere eines Metallrings, in axialer Richtung des Beigabestücks beträgt mit Vorteil 5 - 50 %, insbesondere 10 - 30 %, der Gesamtlänge des Beigabestücks. Eine Dicke des Verstärkungselements, insbesondere eines Metallrings, ist mit Vorteil geringer als die Dicke der Wandung des rohrförmigen Beigabestücks im Bereich des Verstärkunsgelements. Damit wird eine optimale Verstärkungswirkung bei kompakten Abmessungen und erhalt der nötigen Elastizität in Achsrichtung erreicht. Zudem lässt sich das Verstärkungselement so vollständig in der Wandung des Beigabestücks einbetten, ohne vorzustehen.
  • Besonders bevorzugt ist das Verstärkungselement wenigstens teilweise, bevorzugt vollständig, in einer Wandung des rohrförmigen Beigabestücks oder dem fluidleitenden Kanal eingebettet. Dadurch wird insbesondere erreicht, dass das Beigabestück unter üblichen Bedingungen radial nicht verformt werden kann und so die Funktion der Dichtlippen in weiten Bereichen erhalten bleibt. Zudem ist es von Vorteil, wenn das Verstärkungselement nicht im Innern des rohrförmigen Beigabestücks vorsteht. Damit werden durch das Verstärkungselement keine Vorstände gebildet, welche unter Anderem das Fliessverhalten des pumpfähigen Gemischs im fluidleitenden Kanal beeinträchtigen könnten.
  • Im Besonderen ist das Verstärkungselement im Bereich des fluidleitenden Kanals bzw. der Mischstrecke angeordnet. Sofern das Beigabestück über zwei Dichtungselemente verfügt, ist das Verstärkungselement mit Vorteil in einem Bereich zwischen den beiden Dichtungselementen angeordnet.
  • Grundsätzlich kann das Verstärkungselement aber auch in anderen Bereichen vorliegen.
  • Im Folgenden wird auf das erfindungsgemässe Gehäuseelement einer Mischeinrichtung zur kontrollierten Eindüsung eines Zusatzmittels in ein pumpfähiges Gemischs, insbesondere ein pumpfähiges hydraulisch abbindendes Gemisch, im Besonderen eine Spritzbetonzusammensetzung, eingegangen. Das Gehäuseelement umfasst einen Grundkörper mit einer Durchlassöffnung, wobei die Durchlassöffnung zur wenigstens teilweisen Aufnahme eines wie vorstehend beschriebenen Beigabestücks ausgelegt ist. Das Gehäuseelement zeichnet sich im Besonderen dadurch aus, dass wenigstens eine am Gehäuseelement (200) angeordnete Dichtauflage für ein als Axialdichtung ausgelegtes Dichtungselement des Beigabestücks vorliegt, sowie Mittel zum Aufbringen einer in Axialrichtung und/oder Längsrichtung der Durchlassöffnung auf das Beigabestück wirkenden Kraft vorhanden sind, so dass die Axialdichtung eines wenigstens teilweise in der Durchlassöffnung aufgenommenen Beigabestücks durch die Mittel zum Aufbringen der Kraft gegen die Dichtauflage angedrückt werden kann. Insbesondere verfügt das Gehäuseelement zudem über einen Anschluss zum Zuführen des Zusatzmittels in die Durchlassöffnung.
  • Die Durchlassöffnung des Gehäuseelements ist insbesondere wenigstens abschnittsweise im Wesentlichen komplementär zum erfindungsgemässen Beigabestück ausgebildet. Das Beigabestück ist des Weiteren insbesondere koaxial in der Durchlassöffnung des Gehäuseelements aufnehmbar.
  • Durch das Zusammenwirken der Dichtauflage und der Mittel zum Aufbringen der Kraft wird die Handhabung beim Ein- und Ausbau eines wie vorstehend beschriebenes rohrförmigen Beigabestücks wesentlich vereinfacht und zugleich bleibt eine zuverlässige Abdichtung gewährleistet. Insbesondere wird ein Verklemmen der Dichtungselemente des rohrförmigen Beigabestücks im Gehäuseelement, wie dies bei herkömmlichen Systemen auftritt, wirksam vermieden.
  • Das Mittel zum Aufbringen einer in Axialrichtung wirkenden Kraft auf das Beigabestück kann im Prinzip den Anforderungen entsprechend gewählt werden. Hierfür sind dem Fachmann eine Reihe von geeigneten technischen Vorrichtungen bekannt. Dies kann z.B. ein am Grundkörper oder Gehäuseelement angeordneter Kniehebelmechanismus sein. Das im Gehäuseelement vorliegende und teilweise aus der Öffnung ragende rohrförmige Beigabestück kann in diesem Fall beispielsweise durch eine oder mehrere am Kniehebelmechanismus angeordnete Klammern umgriffen und beim Spannen des Kniehebelmechanismus in axialer Richtung in die Öffnung hinein gedrückt werden. Ebenso ist es denkbar einen
  • Federspannmechanismus vorzusehen, bei welchem eine oder mehrere am Gehäuseelement befestigte und vorgespannte Federn das rohrförmige Beigabestück in axialer Richtung in die Öffnung des Gehäuseelements hinein drücken. Auch denkbar sind bajonettverschlussartige Verbindungstechniken.
  • Besonders bevorzugt liegt als Mittel zum Aufbringen einer Kraft auf das Beigabestück eine am Grundkörper verschraubbare Überwurfmutter vor. Der Grundkörper verfügt hierfür im Bereich einer Aussenseite bevorzugt über ein Schraubgewinde, insbesondere ein Aussengewinde.
  • Die Dichtauflage im Grundkörper und das Beigabestück sind dabei so dimensioniert, dass das Beigabestück beim Anliegen an der Dichtauflage teilweise aus der Durchlassöffnung des Grundkörpers heraus ragt, so dass insbesondere das aus der Durchgangsöffnung herausragende Ende des Beigabestücks von der Überwurfmutter umgriffen werden kann.
  • Die Überwurfmutter verfügt insbesondere über eine erstes hohlzylindrisches Ende mit einem in Richtung der Längsachse verlaufenden Schraubgewinde, insbesondere ein Innengewinde. Am anderen Ende der Überwurfmutter liegt mit Vorteil ein gegenüber dem ersten Ende verjüngte und kreisförmige Öffnung vor. Ein Durchmesser der verjüngten Öffnung ist dabei mit Vorteil wenigstens so gross, bevorzugt grösser, als der Innendurchmesser der Förderleitung des rohrförmigen Beigabestücks und und/oder zugleich geringer als eine maximale Abmessung, insbesondere ein Aussendurchmesser, des rohrförmigen Beigabestücks an einem stirnseitigen Ende. Dadurch kann die Überwurfmutter das rohrförmige Beigabestück stirnseitig umfassen und zugleich bleibt ein optimaler Durchlass für das durch die Mischeinrichtung zu pumpende Gemisch frei.
  • Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht es in diesem Fall, das im Gehäuseelement vorliegende und teilweise aus der Öffnung ragende rohrförmige Beigabestück in einfacher und zuverlässiger Art und Weise durch eine Schraubbewegung der Überwurfmutter in die Öffnung des Gehäuseelements zu drücken. Dadurch wird das wenigstens eine Dichtungselement bzw. die Axialdichtung des Beigabestücks an die Dichtauflage im Grundkörper gedrückt.
  • Die Verwendung einer Überwurfmutter als Mittel zum Aufbringen einer in Axialrichtung wirkenden Kraft auf das Beigabestück ermöglicht es zudem in einfacher Art und Weise die Mischeinrichtung mit weiteren Komponenten zu verbinden. So kann die Überwurfmutter zum Beispiel eine Rohrleitung, eine Schlauchleitung und/oder eine Spritzbetondüse mit einem eingangsseitig angeordneten Befestigungsflansch mit umfassen und fluiddicht mit der Mischeinrichtung verbinden. Aufgrund der Schraubverbindung durch die Überwurfmutter können dabei Rohrleitungen, Schlauchleitungen und/oder Spritzbetondüsen mit unterschiedlichen Flanschdicken eingesetzt werden, wobei die Dicke der Befestigungsflansche in weiten Bereichen ausgeglichen werden kann.
  • Von Vorteil ist die wenigstens eine Dichtauflage des Grundkörpers als eine Kegelstumpfmantelfläche und/oder eine konisch zulaufende Fläche ausgebildet. Die Kegelstumpfmantelfläche und/oder die konisch zulaufende Fläche sind dabei im Besonderen rotationssymmetrisch bezüglich der Längsachse des Grundkörpers. Ein Öffnungswinkel der Kegelstumpfmantelfläche und/oder der konisch zulaufenden Fläche misst mit Vorteil 70 - 270° oder ein halber Öffnungswinkel, gemessen zur Längsachse bzw. der Achse der Förderrichtung, von 35 - 135°. Eine Kegelstumpfmantelfläche welche als Aussenkonusfläche ausgebildet ist, verfügt mit Vorteil über einen Öffnungswinkel von 180 - 220° oder einen halben Öffnungswinkel von 90 - 110° (von der Längsachse bzw. der Achse der Förderrichtung gemessen). Eine Kegelstumpfmantelfläche welche als Innenkonusfläche ausgebildet ist, verfügt insbesondere über einen Öffnungswinkel von 80 - 100° oder einen halben Öffnungswinkel von 40 - 50° (von der Längsachse bzw. der Achse der Förderrichtung gemessen). Falls sowohl eine Aussenkonusfläche und eine Innenkonusfläche vorliegen, liegt ein Verhältnis des Öffnungswinkels der Aussenkonusfläche zu einem Öffnungswinkel der Innenkonusfläche mit Vorteil im Bereich von 1.8 - 2.75. Wie sich gezeigt hat erleichtert dies die Zentrierung der Axialdichtung des Beigabestücks im Grundkörper, was insgesamt die Dichtigkeit verbessert.
  • Dies ist insbesondere von Vorteil in Kombination mit einer Axialdichtung in Form einer Dichtlippe mit einem keilförmigen Querschnitt, welche bevorzugt zudem wenigstens teilweise, besonders bevorzugt vollständig, von der Wandung des Beigabestücks beabstandet ist. Beim Anpressen des Keilspitzenbereichs der Dichtlippe an die Dichtauflage bzw. die Kegelstumpfmantelfläche in der Mischeinrichtung, kann sich die Dichtlippe in beschränktem Ausmass in radialer Richtung bewegen und so noch besser an die Dichtauflage angepresst werden. Dadurch kann insbesondere die Dichtigkeit weiter verbessert werden.
  • Grundsätzlich kann aber auch eine ebene Dichtfläche vorgesehen werden, welche insbesondere in einer Ebene senkrecht zu einer vorgesehenen Einschubrichtung des rohrförmigen Beigabestücks und/oder senkrecht zur Längsachse des in den Grundkörper eingeschobenen Beigabestücks vorliegt.
  • Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform liegt eine weitere im Grundkörper angeordnete Dichtauflage für ein weiteres am Beigabestück vorliegendes und als Axialdichtung ausgelegtes Dichtungselement vor.
  • Entsprechende Beigabestück mit wenigstens zwei Dichtungselementen in Form von Axialdichtungen können so in einfacher Art und Weise in die Aufnahme eingeführt bzw. daraus entnommen werden, wobei zugleich eine hohe Dichtigkeit erreicht wird. Ein am Beigabestück vorliegender Bereich der Öffnung zum Einleiten des Zusatzmittels in die Förderleitung kann so im Gehäuseelement beidseitig abgedichtet werden. Dies ist im Hinblick auf eine kontrollierte Zudosierung eines Zusatzmittels in ein pumpfähiges Gemisch, insbesondere in ein pumpfähiges hydraulisch abbindendes Gemisch, im Besonderen in eine nasse, erdfeuchte oder trockene
  • Spritzbetonzusammensetzung, von Vorteil.
  • Zusätzlich oder anstelle der weiteren Dichtauflage kann z.B. auch eine im Grundkörper integrierte Radialdichtung vorgesehen werden, z.B. ein O-Ring. In diesem Fall wird aber unter Umständen die Handhabung erschwert.
  • Bevorzugt ist ein minimaler Durchmesser der wenigstens einen Dichtauflage grösser, als ein minimaler Durchmesser der weiteren Dichtauflage. Damit wird die Aufnahme eines wie vorstehend beschriebenen Beigabestücks mit zwei unterschiedlich grossen Axialdichtungen ermöglicht. Für andersartig ausgebildete Beigabestücke können die Dichtauflagen aber beispielsweise auch in etwa die gleichen Aussendurchmesser aufweisen.
  • Bevorzugt ist dabei die wenigstens eine Dichtauflage als eine Innenkonusfläche ausgebildet ist und/oder die weitere Dichtauflage als eine Aussenkonusfläche ausgebildet. Wird das im Gehäuseelement vorliegende Beigabestück zwischen den beiden Axialdichtungen von aussen mit Druck beaufschlagt, wirkt auf die Axialdichtungen ein radial nach aussen und/oder innen gerichtete Kraft. Aufgrund der Ausgestaltung der beiden Dichtflächen wird ein damit verbundenes Ausweichen der Axialdichtungen in radialer Richtung wirksam reduziert bzw. die Dichtigkeit der Axialdichtungen wird aufgrund der zusätzlichen Anpresskräfte in radialer Richtung zusätzlich erhöht.
  • Als Material für das Gehäuseelement und/oder den Grundkörper kommen grundsätzlich Metalle, Kunststoffen oder Verbundwerkstoffe mit oder ohne Faserverstärkung in Frage.
  • Als Metall ist zum Beispiel rostfreier Stahl und/oder Aluminium geeignet. Besonders vorteilhaft ist das Gehäuseelement jedoch aus einem Kunststoff, insbesondere aus Polyoxymethylen Copolymer, nachfolgend POM-C genannt. Unter POM-C ist insbesondere ein bei verschiedenen Anbietern kommerziell erhältliches Polymer auf Basis einer Struktureinheit mit der Formel -[(CH2-O)n-(CH2-CH2-O-)m] zu verstehen. Dadurch kann das Gewicht des Gehäuseelements niedrig gehalten werden und zugleich ist eine hohe mechanische und chemische Stabilität gewährleistet, was insbesondere im Zusammenhang mit pumpfähigen hydraulisch abbindenden Gemischen, im Besonderen mit nassen, erdfeuchten oder trockenen Spritzbetonzusammensetzungen von Vorteil ist. Gehäuseelemente aus Kunststoff lassen sich gegenüber Metallen oder Verbundwerkstoffen zudem relativ kostengünstig herstellen, zum Beispiel durch Giessen.
  • Bei einem Gehäuseelement mit einem Grundkörper und einer Überwurfmutter als Mittel zum Aufbringen einer in Axialrichtung des Beigabestücks wirkenden Kraft sind gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform sowohl der Grundkörper als auch die Überwurfmutter je einstückig aus einem Kunststoff, insbesondere POM-C, gefertigt.
  • Das vorstehend beschriebene rohrförmige Beigabestück wird von Vorteil zusammen mit dem ebenfalls vorstehend beschriebenen Gehäuseelement als Gerätesatz bereitgestellt. Ein Abstand der beiden Dichtungselemente am Beigabestück in axialer Richtung entspricht dabei insbesondere im Wesentlichen einem Abstand der beiden Dichtauflagen am Gehäuseelement. Die Durchlassöffnung in Gehäuseelement ist dabei insbesondere so ausgebildet, dass das Beigabestück wenigstens teilweise in der Durchlassöffnung aufgenommen werden kann.
  • Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der
  • Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die zur Erläuterung der Ausführungsbeispiele verwendeten Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    Eine hohlzylindrisches Beigabestück mit zwei als Axialdichtungen ausgelegten Dichtlippen in perspektivischer Ansicht;
    Fig. 2
    Ein Längsschnitt entlang der Linie A - B durch das Beigabestück aus Fig. 1;
    Fig. 3
    Ein Gehäuseelement mit zwei Kegelstumpfflächen als Dichtauflagen und einer Überwurfmutter als Mittel zum Aufbringen einer in Axialrichtung und/oder Längsrichtung des Beigabestücks wirkenden Kraft;
    Fig. 4
    Das mit dem Beigabestück aus den Fig. 1 - 2 bestückte Gehäuseelement aus Fig. 3, welches zusätzlich mit einem Förderschlauch und einer Spritzbetondüse verbunden ist;
    Fig. 5
    Eine Variante des hohlzylindrischen Beigabestücks aus Fig. 1 mit einem eingegossenen ringförmigen Verstärkungselement im Bereich zwischen den beiden Dichtlippen in einem Längsschnitt.
  • Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
    • Wege zur Ausführung der Erfindung Beigabestück
  • In den Fig. 1 und 2 ist ein erfindungsgemässes rohrförmiges Beigabestück 100 dargestellt. Das Beigabestück 100 verfügt über einen hohlzylindrischen Grundkörper 102 mit einem entlang der Längsachse 101.2 verlaufenden kreiszylindrischen Durchlass 101, welcher vollständig durch den Grundkörper 102 hindurch verläuft und als Mischstrecke bzw. Förderleitung für ein pumpfähiges Gemisch dient.
  • Am einen Ende ist am Grundkörper 102 ein umlaufender Flansch 105 angeordnet. An der dem anderen Ende des Grundkörpers 102 zugewandten stirnseitigen Fläche des Flansches 105 ist eine ringförmig umlaufende und rotationssymmetrisch zur Längsachse 101.2 ausgebildete erste Dichtlippe 110 als Dichtungselement angeordnet. Die erste Dichtlippe 110 ist als Axialdichtung ausgelegt und weist in einer Richtung von der Stirnseite des Flansches 105 weg einen keilförmigen verjüngenden Querschnitt auf. Ein Keilwinkel 111.1 der ersten Dichtlippe 110 beträgt z.B. ca. 30°. Im Bereich einer äusseren Umfangsfläche geht die Dichtlippe nahtlos in die äussere Mantelfläche des Flansches 105 über.
  • Ein Bereich des freien Endes 111 der ersten Dichtlippe 110 bzw. ein Bereich der Keilspitze ist konvex gekrümmt und bildet eine Dichtkante der Dichtlippe 110. Die Dichtlippe 110 ist in radialer Richtung zudem von der Wandung des Grundkörpers 102 beabstandet, so dass zwischen der Wandung des Grundkörpers 102 und der Dichtlippe 110 eine erste umlaufende Nut 112 mit einer konkav gekrümmten Begrenzungsfläche vorliegt.
  • Im Bereich des anderen Endes verfügt das rohrförmige Beigabestück 100 über eine stufenartigen Verjüngung bzw. eine radial einspringende Verjüngung, an welcher ein weiteres Dichtungselement in Form einer weiteren umlaufenden Dichtlippe 120 angeordnet ist. Wie die erste Dichtlippe 110 ist auch die zweite Dichtlippe 120 als Axialdichtung ausgelegt, weist einen keilförmigen verjüngenden Querschnitt auf und ist rotationssymmetrisch zur Längsachse 101.2. Abgesehen vom reduzierten Durchmesser in radialer Richtung, ist die weitere Dichtlippe 120 im Wesentlichen gleich ausgestaltet und orientiert, wie die erste Dichtlippe 110. Entsprechend verfügt auch die zweite Dichtlippe 120 über einen Keilwinkel 121.1 von z.B. ca. 30° und ein Bereich des freien Endes 121 der weiteren Dichtlippe 120 bildet eine konvex gekrümmte Dichtkante. Die weitere Dichtlippe 120 ist des Weiteren in radialer Richtung von der Wandung des Grundkörpers 102 beabstandet, so dass zwischen der Wandung des Grundkörpers 102 und der weiteren Dichtlippe 120 eine weitere umlaufende Nut 121 mit einer konkav gekrümmten Begrenzungsfläche vorliegt. Die weitere Dichtlippe 120 geht dabei nahtlos in die Wandung des hohlzylindrischen Grundkörpers 102 über.
  • In etwa mittig zwischen den beiden Enden des rohrförmigen Beigabestücks 100 und zwischen den beiden Dichtlippen 110, 120 sind zudem z.B. sechs gleichmässig beabstandete und in radialer Richtung in den kreiszylindrischen Durchlass 101 mündende Öffnungen 103 in die Wandung des hohlzylindrischen Grundkörpers 102 eingebracht. Diese dienen zum Einleiten eines Zusatzmittels in den als Mischstrecke vorgesehnen kreiszylindrischen Durchlass 101. Es können beispielsweise auch 4 oder 8 Öffnungen vorgesehen werden, welche auch einem Winkel zur Längsachse aufweisen können.
  • Eine Gesamtlänge des Beigabestücks 100, gemessen entlang der Längsachse 101.2, misst z.B. ca. 125 mm. Ein Aussendurchmesser 110.1 der ersten Dichtlippe 110, gemessen in einer Richtung senkrecht zur Längsachse 101.2 des rohrförmigen Beigabestücks 100, misst z.B. ca. 100 mm, während ein Aussendurchmesser 120.1 der weiteren Dichtlippe 120 beispielsweise etwa 87 mm beträgt. Damit ist der Aussendurchmesser 120.1 des weiteren Dichtungselements ca. 13% geringer als der Aussendurchmesser des ersten Dichtungselements. Ein Innendurchmesser 101.1 des Beigabestücks 100 beträgt zum Beispiel ca. 60 mm.
  • Das rohrförmige Beigabestück 100 ist insbesondere vollständig einstückig aus einem Kunststoff gefertigt. Als Kunststoff ist zum Beispiel Polyurethan mit einer Härte von ca. 50 - 120 Shore-A, zum Beispiel 75 Shore-A oder 90 Shore-A, geeignet.
    • Gehäuseelement
  • Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemässes Gehäuseelement 200, welches einen rohrförmigen Grundkörper 225 mit einer zentralen Durchlassöffnung 201 umfasst. Die Durchlassöffnung 201 erstreckt sich dabei von einem ersten Ende 230 zu einem zweiten Ende 240 entlang einer Längsmittelachse 201.1 vollständig durch den Grundkörper 225 hindurch. Die Durchlassöffnung 201 ist dabei in mehrere Bereiche mit unterschiedlichen Innendurchmessern unterteilt, wobei alle Bereiche rotationssymmetrisch zur Längsmittelachse 201.1 ausgestaltet sind.
  • Vom ersten Ende 230 des Grundkörpers 225 her, verjüngt sich die Durchlassöffnung 201 konisch. Mit anderen Worten ist der am ersten Ende 230 der Durchlassöffnung 201 beginnende Abschnitt als Kegelstumpfmantelfäche oder Innenkonusfläche 210 ausgebildet. Die Innenkonusfläche 210 dient dabei als Dichtauflage für eine Axialdichtung eines im Grundkörper 225 aufgenommenen Beigabestücks. Dies ist z.B. ein Beigabestück 100 wie in den Fig. 1 - 2 gezeigt. Ein Öffnungswinkel der Innenkonusfläche 210 misst z.B. ca. 90° (45° von der Längsmittelachse gemessen).
  • An die Innenkonusfläche 210 schliesst ein erster hohlzylindrischer Abschnitt 202 mit konstantem Innendurchmesser an, welcher über einen konischen Zwischenbereich 203 in einen zweiten hohlzylindrischen Abschnitt 204 mit vergrössertem Innendurchmesser übergeht.
  • Der zweite hohlzylindrische Abschnitt 204 mündet anschliessend in einen dritten hohlzylindrischen Abschnitt 205. Der Übergang zwischen dem zweiten und dem dritten hohlzylindrischen Abschnitt ist dabei stufenartig als Kegelstumpfmantelfläche oder Aussenkonusfläche 220 ausgebildet, welche als weitere Dichtauflage für eine weitere Axialdichtung eines im Grundkörper 225 aufgenommenen Beigabestücks dient. Ein Öffnungswinkel der Aussenkonusfläche 220 misst z.B. ca. 200° (100° von der Längsachse gemessen).
  • Der dritte hohlzylindrische Abschnitt 205 geht schlussendlich stufenartig in einen im Durchmesser erweiterten Anschlussbereich 206 über. Der Anschlussbereich 206 ist z.B. zum Anschliessen eines Förderrohrs oder eines Förderschlauchs ausgelegt.
  • Im Bereich des zweiten hohlzylindrischen Abschnitts 204 münden zudem aus diametral gegenüberliegenden Richtungen zwei radiale Bohrungen 213a, 213b als Zufuhrleitungen zum Einleiten eines Zusatzmittels in die Durchlassöffnung 201. Die eine Bohrung 213a ist beispielsweise durch eine Verschlusskappe 402 verschlossen, während an der anderen Bohrung 213b über einen gekrümmten Anschlussstutzen 400 eine Schlauchleitung oder ein Rohr 401 angeschlossen ist. Je nach Anwendung, können auch beide Bohrungen 213a, 213b mit einem Anschlussstutzen 400 ausgestattet werden.
  • Ein Innendurchmesser 202.1 des ersten hohlzylindrischen Abschnitts 202, welcher einem minimalen Durchmesser der Innenkonusfläche 210 entspricht, ist dabei grösser als ein Innendurchmesser 205.1 des dritten hohlzylindrischen Abschnitts 205, welcher dem minimalen Durchmesser der Aussenkonusfläche 220 entspricht. Mit anderen Worten ist damit der minimale Durchmesser der weiteren Dichtauflage (Aussenkonusfläche 220) kleiner als der minimale Durchmesser der ersten Dichtauflage (Innenkonusfläche 210) im Gehäuseelement 200.
  • Im Bereich des ersten Endes 230 ist des Weiteren ein Aussengewinde 250 im Grundkörper 225 eingebracht. Auf dem Aussengewinde 250 ist eine Überwurfmutter 300 aufgeschraubt.
  • Die Überwurfmutter 300 verfügt über erstes hohlzylindrisches Ende mit einem in Richtung der Längsachse verlaufenden Innengewinde 301. Am anderen Ende der Überwurfmutter liegt ein gegenüber dem ersten Ende stufenartig verjüngte kreiszylindrische Öffnung 302 vor. Dadurch liegt im Innern der Überwurfmutter 300 eine an die Öffnung 302 anschliessende scheibenförmige Stirnfläche 303 vor, welche als Anpressfläche für ein Beigabestück und/oder weitere rohrförmige Elemente vorgesehen ist. Ein Durchmesser 302.1 der Öffnung ist dabei geringer als ein Durchmesser des Innengewindes 301. Durch eine Schraubbewegung der Überwurfmutter 300 auf dem Aussengewinde 250 des Grundkörpers 225 lässt sich die Überwurfmutter in Axialrichtung bzw. in Richtung der Längsachse 201.1 gegenüber dem Grundkörper 225 verschieben. Ein hinter der Öffnung 302 der Überwurfmutter 300 angeordnetes und an die Stirnfläche 303 anliegendes Element, zum Beispiel ein Beigabestück 100 wie in den Fig. 1 - 2 gezeigt, kann somit gegen das Gehäuseelement gedrückt werden. Dadurch kann die Überwurfmutter als Mittel zum Aufbringen einer in Axialrichtung bzw. in Richtung der Längsachse 201.1 wirkenden Kraft eingesetzt werden.
  • Der Grundkörper 225 sowie die Überwurfmutter 300 sind mit Vorteil je einstückig aus Kunststoff gefertigt. Als Kunststoff ist zum Beispiel POM-C geeignet.
    • Gerätesatz
  • Das Beigabestück 100 und das Gehäuseelement 200 bilden zusammen einen Gerätesatz. Ein Abstand der beiden Dichtkanten 111, 121 am Beigabestück 100 entspricht dabei im Wesentlichen einem Abstand der beiden Dichtauflagen 210, 220 am Gehäuseelement 200. Ein Aussendurchmesser des Beigabestücks 100 zwischen den beiden Dichtlippen 110, 120 ist zudem geringer als der Innendruchmesser im Bereich der ersten beiden hohlzylindrischen Abschnitte 202, 204 und dem konischen Zwischenbereich 203. Dadurch kann das Beigabestück 100 in radialer Richtung mit Spiel in der Durchlassöffnung 201 aufgenommen werden.
  • Fig. 4 zeigt eine Anordnung umfassend das Gehäuseelement 200 aus Fig. 3 mit dem darin aufgenommenen Beigabestück 100 aus den Fig. 1 - 2 in einem Längsschnitt. Diese Anordnung entspricht einer Mischeinrichtung zur kontrollierten Zudosierung eines Zusatzmittels in ein pumpfähiges hydraulisch abbindendes Gemisch, im Besonderen in eine nasse, erdfeuchte oder trockene Spritzbetonzusammensetzung.
  • Die erste Dichtlippe 110 des Beigabestücks 100 liegt mit ihrem freien Ende 111 bzw. der Dichtkante auf der Innenkonusfläche 210 des Grundkörpers 225 auf. Analog liegt die weitere Dichtlippe 120 des Beigabestücks 100 mit ihrem freien Ende 121 bzw. der Dichtkante auf der Aussenkonusfläche 220 des Grundkörpers 225 auf. Der Bereich des Flansches 105 ragt dabei in axialer Richtung über das erste Ende 230 des Grundkörpers 225 hinaus in den Innenbereich der Überwurfmutter 300. Zwischen dem flanschseitigen Ende des Beigabestücks 100 und der Stirnfläche 303 der Überwurfmutter 300 ist zudem ein einlassseitiger Flansch 601 einer Spritzbetondüse 600 angeordnet. Der Aussendurchmesser des einlassseitigen Flansches 601 der Spritzbetondüse 600 ist dabei grösser als der Durchmesser der Öffnung 302 der Überwurfmutter 300. Durch Anziehen der Überwurfmutter 300 wird der einlassseitige Flansch 601 der Spritzbetondüse 600 gegen das flanschseitige Ende des Beigabestücks 100 gedrückt, wodurch die beiden Dichtlippen 110, 120 in axialer Richtung gegen die jeweiligen Auflageflächen 210, 220 gepresst werden. Dadurch liegen zwischen den Dichtlippen 110, 120 und den zugehörigen Auflageflächen 210, 220 fluiddichte Verbindungen vor. Ein über den Anschlussstutzen 400 in die ersten beiden hohlzylindrischen Abschnitte 202, 204 und den konischen Zwischenbereich 203 gelangendes Fluid, z.B. ein Zusatzmittel für eine Spritzbetonzusammensetzung, kann somit einzig über die Öffnungen 103 im Beigabestück 100 abfliessen, womit eine kontrollierte Beigabe des Fluids in die Mischstrecke 101 des Beigabestücks 100 oder in ein darin gefördertes pumpfähiges Gemisch ermöglicht wird.
  • Im Anschlussbereich 206 des Gehäuseelements 200 ist zudem ein offenes und mit einer Kupplungsvorrichtung bestücktes Ende eines Förderrohrs oder Förderschlauchs 500 in an sich bekannter Weise angeschlossen. Über das Förderrohr oder den Förderschlauch 500 kann ein pumpfähiges Gemisch, zum Beispiel eine Spritzbetonzusammensetzung, in das Beigabestücks 100 gefördert werden. Ein Innendurchmesser des Förderrohrs oder Förderschlauchs 500 entspricht im Wesentlichen dem Innendurchmesser 101.1 des rohrförmigen Beigabestücks 100.
  • Fig. 5 zeigt ein weiteres erfindungsgemässes rohrförmiges Beigabestück 800 im Querschnitt. Diese ist im Wesentlichen baugleich mit dem Beigabestück 100 aus den Fig. 1 und 2, verfügt aber in einem Bereich zwischen den beiden Dichtelementen 810, 820 zusätzlich über ein Verstärkungselement 850. Das Verstärkungselement 850 ist als Stahlring ausgebildet und vollständig in der Wandung des rohrförmigen Beigabestücks 800 eingebettet bzw. eingegossen. Eine Länge des Verstärkungselements in axialer Richtung misst zum Beispiel ca. 17 % der Gesamtlänge des Beigabestücks 800 in axialer Richtung.
    • Montage-/Demontageverfahren Die Montage der Anordnung aus Fig. 4 ist in einfacher Art und Weise möglich.
  • In einem ersten Schritt wird die vom Grundkörper 225 entfernte Überwurfmutter 300 über die Spritzbetondüse 600 geschoben, bis der einlassseitige Flansch 601 an der scheibenförmigen Stirnfläche 303 der Überwurfmutter anliegt. Anschliessend oder zugleich wird das rohrförmige Beigabestück 100 vom ersten Ende 230 her in die Durchlassöffnung 201 des Gehäuseelements 200 eingeschoben, bis die beiden Dichtlippen 110, 120 an den jeweiligen Dichtauflagen 210, 220 im Grundkörper 225 anliegen. Anschliessend wird die Überwurfmutter 300 mit der Spritzbetondüse 600 auf das Aussengewinde 250 des Grundkörpers 225 aufgeschraubt und festgezogen. Beim Anschrauben der Überwurfmutter 300 werden die beiden Dichtlippen 110, 120 automatisch gegen die zugehörigen Dichtauflagen 210, 220 gepresst. Das Förderrohr oder der Förderschlauch 500 kann unabhängig von den übrigen Komponenten zu jedem beliebigen Zeitpunkt angeschlossen werden.
  • Für das Auswechseln oder Entfernen des Beigabestücks 100 wird die Überwurfmutter 300 vollständig gelöst und vom Grundkörper 225 entfernt. Danach kann das Beigabstück am flanschseitigen Ende gefasst und ohne nennenswerten Kraftaufwand aus der Durchlassöffnung herausgezogen werden.
  • Das Montage- und Demontageverfahren funktioniert in gleicher Weise auch mit dem rohrförmigen Beigabestück 800 aus Fig. 5.
    • Testversuche
  • Um die Druckfestigkeit des erfindungsgemässen Gehäuse zu testen, wurde das Gehäuseelement 200 (Fig. 3) aus POM-C mit einem Beigabestück 100 (Fig. 1 - 2) aus Polyurethan mit einer Härte von ca. 90 Shore-A bestückt. Der Anschlussbereich 206 sowie die Öffnung 302 der Überwurfmutter 300 wurden dabei je mit einem Blindflansch fluiddicht verschlossen. Anschliessend wurde über den Anschlussstutzen 400 unter Druck stehendes Wasser zugeführt und der Wasserdruck kontinuierlich erhöht. Dabei haben sich Druckfestigkeiten der Anordnung von bis zu 50 - 60 bar ergeben, bevor durch Ausdehnung des Werkstoffs der Überwurfmutter 300 eine Druckentlastung stattgefunden hat. Weder die Überwurfmutter 300 noch der Anschlussbereich 206 wurden dabei beschädigt, so dass die Versuche mehrfach wiederholbar waren. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die Arbeitssicherheit von Vorteil, da keine Gefahr besteht, dass das Gehäuseelement oder das Beigabestück aufbricht und auseinandergerissen wird, was Verletzungen von Person mit sich bringen könnte.
  • Um die Druckfestigkeit der Dichtlippen 110 und 120 zu Testen, wurden zusätzlich die Bohrungen 103 abgedichtet und bei einem der Blindflansche wurde eine Bohrung zur Öffnung 101 angebracht. Somit konnte beim Austritt von Wasser durch die Bohrung im Blindflansch eine Leckage des Dichtungssystem bei ca. 10 bar nachgewiesen werden. Mit anderen Worten ist das Dichtungssystem bis zu einem Druck von ca. 10 bar dicht.
  • Bei entsprechenden Versuchen mit dem Beigabestück 800 aus Fig. 3 haben sich Leckagen erst bei ca. 30 bar ergeben. Damit ist diese Dichtungssystem sogar bis zu einem Druck von ca. 30 bar dicht.
  • Die Beigabestücke 100 (Fig. 1 - 2) und 800 (Fig. 5) aus Polyurethan mit einer Härte von 75 und 90 Shore-A und das Gehäuseelemente 200 (Fig. 3) aus POM-C wurden auch in herkömmlichen Anordnungen zum Auftragen von Spritzbeton unter verschiedenen Bedingungen getestet. Wie sich gezeigt hat, sind die erfindungsgemässen Vorrichtungen mindestens ebenso gut geeignet zum Auftragen von Spritzbeton wie herkömmliche Systeme, die Handhabbarkeit beim Reinigen und Austauschen des Beigabestücks ist aber signifikant besser.
  • Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind jedoch lediglich als illustrative Beispiele zu verstehen, welche im Rahmen der Erfindung beliebig abgewandelt werden können.
  • So ist es zum Beispiel möglich, beim Beigabestück 100 aus den Fig. 1 - 2 eine oder beide der Dichtlippen 110, 120 durch einen O-Ring zu ersetzen. Im Fall der ersten Dichtlippe 110 kann der O-Ring beispielsweise an der Stirnseite des Flansches 105 anliegend angeordnet werden.
  • Ebenso ist es möglich zusätzlich zu den beiden Dichtlippen 110, 120 weitere Dichtungselemente, insbesondere weitere Dichtlippen, anzubringen. Hierbei können allenfalls auch herkömmliche Radialdichtungen vorgesehen werden. Damit wird es möglich die Dichtwirkung weiter zu verbessern und/oder eine getrennte Zudosierung von unterschiedlichen Zusatzmitteln an verschiedenen Positionen in Axialrichtung des Beigabestücks zu realisieren.
  • Auch möglich ist es, zusätzlich oder anstelle der Öffnungen 103 weitere oder anders ausgebildete Öffnungen, zum Beispiel Schlitze, in der Wandung des Beigabestücks vorzusehen.
  • Beim Gehäuseelement 200 aus Fig. 3 ist es beispielsweise auch denkbar, die Innenkonusfläche 210 und/oder die Aussenkonusfläche 220 durch ebene Ringflächen zu ersetzen, um insbesondere die Herstellung des Gehäuses zu vereinfachen.
  • Zudem kann das Gehäuseelement 200 anstelle oder zusätzlich zu den radialen Bohrungen 213a, 213b über weitere oder anders ausgestaltete Zugabeöffnungen verfügen.
  • Die Mischstrecke 101 des Beigabestücks 100 und/oder die Durchlassöffnung 201 des Gehäuseelements 200 können auch einen konisch zulaufenden Querschnitt aufweisen. Dies kann zum Beispiel zur Realisierung eines Stromwandlers zweckmässig sein.
  • Ebenso ist es auch möglich, das Beigabestück 100, den Grundkörper 225 und/oder die Überwurfmutter 300 teilweise oder vollständig aus einem anderen Material als Kunststoff, z.B. aus Stahl und/oder Aluminium zu fertigen.
  • Anstelle des Beigabestücks 100 kann im Gerätesatz, der Anordnung aus Fig. 4 oder beim Montage-/Demontageverfahren auch das rohrförmige Beigabestück 800 aus Fig. 5 eingesetzt werden.
  • Zusammenfassend ist festzustellen, dass ein neuartiges Beigabestück und zugehöriges Gehäuseelement bereit gestellt werden, welche wesentlich einfacher handhabbar sind und zugleich eine zuverlässige Abdichtung ermöglichen.

Claims (15)

  1. Rohrförmiges Beigabestück (100) zur Aufnahme in einer Mischeinrichtung zur kontrollierten Zudosierung eines Zusatzmittels in ein pumpfähiges Gemisch, insbesondere in ein pumpfähiges hydraulisch abbindendes Gemisch, im Besonderen in eine Spritzbetonzusammensetzung, wobei das Beigabestück (100) über eine durch das Beigabestück (100) hindurch verlaufende Mischstrecke (101) zur Leitung des pumpfähigen Gemischs verfügt und in einer Wandung des Beigabestücks (100) wenigstens eine in die Mischstrecke mündende Öffnung (103) zum Einleiten des Zusatzmittels in die Mischstrecke (101) eingebracht ist und wobei am Beigabestück (100) wenigstens ein Dichtungselement (110) zur Herstellung einer mindestens teilweise fluiddichten Verbindung zwischen dem Beigabestück (100) und der Mischeinrichtung vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Dichtungselement (110) in Bezug auf eine Längsachse (101.2) des rohrförmigen Beigabestücks (100) als Axialdichtung ausgelegt ist.
  2. Rohrförmiges Beigabestück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialdichtung (110) als eine ringförmige Dichtlippe ausgebildet ist, wobei insbesondere die Dichtlippe wenigstens in einem Abschnitt, bevorzugt durchgängig, einen keilförmig zulaufenden Querschnitt aufweist, wobei insbesondere ein Bereich einer Keilspitze (111) der Dichtlippe als Dichtkante ausgelegt ist.
  3. Rohrförmiges Beigabestück nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Keilwinkel (111.1) der Dichtlippe 10° - 80°, bevorzugt 20° - 70°, besonders bevorzugt 25° - 35°, misst.
  4. Rohrförmiges Beigabestück nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialdichtung (110) an einer Stirnseite eines am Beigabestück (100) ausgebildeten Flansches (105) angeordnet ist.
  5. Rohrförmiges Beigabestück nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Stirnseite des Flansches (105) angeordnete Axialdichtung (110) wenigstens teilweise, bevorzugt vollständig, von der Wandung (102) des Beigabestücks (100) beabstandet angeordnet ist, so dass zwischen der Axialdichtung (110) und der Wandung eine Nut (112) vorliegt, wobei die Nut (112) insbesondere eine konkav gekrümmte Begrenzungsfläche aufweist .
  6. Rohrförmiges Beigabestück nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein weiteres Dichtungselement (120) vorliegt, welches in Richtung der Längsachse (101.2) des rohrförmigen Beigabestücks (110) vom wenigstens einen Dichtungselement (110) beabstandet ist und wobei insbesondere das weitere Dichtungselement ebenfalls als Axialdichtung ausgelegt ist.
  7. Beigabestück nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine maximale Ausdehnung (120.1) des weiteren Dichtungselements (120) in einer Richtung senkrecht zur Längsachse (101.2) des rohrförmigen Beigabestücks (100) geringer ist als ein maximale Ausdehnung (102.1) des wenigstens einen Dichtungselements (110).
  8. Rohrförmiges Beigabestück nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beigabestück (100) aus einem einstückigen Gusskörper und optional einem wenigstens teilweise darin eingebetteten Verstärkungselement besteht, wobei der Gusskörper insbesondere aus einem Kunststoff, besonders bevorzugt einem Kunststoff mit einer Härte von 50 - 120 Shore-A, besteht.
  9. Gehäuseelement (200) einer Mischeinrichtung zur kontrollierten Eindüsung eines Zusatzmittels in ein pumpfähiges Gemisch, insbesondere ein pumpfähiges hydraulisch abbindendes Gemisch, im besonderen eine Spritzbetonzusammensetzung, wobei das Gehäuseelement (200) einen Grundkörper (225) mit einer Durchlassöffnung (201) umfasst, und die Durchlassöffnung (201) zur wenigstens teilweisen Aufnahme eines Beigabestücks (100) nach einem der Ansprüche 1 - 8 ausgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine am Gehäuseelement (200) angeordnete Dichtauflage (210) für ein als Axialdichtung ausgelegtes Dichtungselement des Beigabestücks (100) vorliegt, sowie Mittel (300) zum Aufbringen einer in Axialrichtung und/oder Längsrichtung der Durchlassöffnung auf das Beigabestück wirkenden Kraft vorhanden sind, so dass die Axialdichtung eines wenigstens teilweise in der Durchlassöffnung (201) aufgenommenen Beigabestücks (100) durch die Mittel (300) zum Aufbringen der Kraft gegen die Dichtauflage angedrückt werden kann.
  10. Gehäuseelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel (300) zum Aufbringen einer Kraft auf das Beigabestück eine am Grundkörper verschraubbare Überwurfmutter vorliegt.
  11. Gehäuseelement nach einem der Ansprüche 9 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine weitere im Grundkörper (225) angeordnete Dichtauflage (220) für ein weiteres am Beigabestück (100) vorliegendes und als Axialdichtung ausgelegtes Dichtungselement vorliegt.
  12. Gehäuseelement nach einem der Ansprüche 9 - 11, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Dichtauflage (210) als eine Innenkonusfläche ausgebildet ist und/oder die weitere Dichtauflage (220) als eine Aussenkonusfläche ausgebildet ist.
  13. Gerätesatz, umfassend ein rohrförmiges Beigabestück (100) nach einem der Ansprüche 1 - 8 und ein Gehäuseelement (200) nach einem der Ansprüche 9 -12.
  14. Gerätesatz nach Anspruch 13, mit einem Beigabestück (100) nach einem der Ansprüche 7 - 8 und einem Gehäuseelement (200) nach einem der Ansprüche 11 - 12, wobei ein Abstand der beiden Dichtungselemente (110, 120) am Beigabestück (100) im Wesentlichen einem Abstand der beiden Dichtauflagen (210, 220) am Gehäuseelement (200) entspricht.
  15. Verwendung eines rohrförmigen Beigabestücks (100) nach einem der Ansprüche 1 - 8 zur Zudosierung eines Zusatzmittels in ein pumpfähiges Gemisch, insbesondere in ein pumpfähiges hydraulisch abbindendes Gemisch, im Besonderen in eine Spritzbetonzusammensetzung.
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