PL201459B1 - Montowany na pojazdach bęben z tworzyw sztucznych do mieszania betonu i metoda jego produkcji - Google Patents

Abstract

1. Montowany na pojazdach b eben z tworzyw sztucznych do mieszania betonu; b eben ten zawiera spiralne lopaty, pierwszy koniec sprz egaj acy, nap e- dzany silnikiem pojazdu uk lad nap edowy, który obra- ca b eben w celu mieszania betonu i drugi koniec, przez który mieszany beton jest wy ladowywany, znamienny tym, ze b eben (8) wykonany jest z co najmniej jednej warstwy tworzywa sztucznego; b eben zawiera scian e posiadaj ac a zintegrowane wewn etrzne ukszta ltowanie wspomagaj ace mieszanie i wy ladowy- wanie betonu, zintegrowane wewn etrzne ukszta ltowa- nie zawiera spiralne lopaty (24) wystaj ace z warstwy wewn etrznej oraz wewn etrzn a powierzchni e (20) z tworzywa elastomerowego wspomagaj ac a miesza- nie betonu i zewn etrzn a warstw e konstrukcyjn a (26), a waga nape lnionego b ebna jest taka, ze ca lkowita waga nape lnionego b ebna wed lug wynalazku wraz z zawarto sci a jest ni zsza ni z waga nape lnionego b ebna stalowego (1) o równowa znym rozmiarze. PL PL PL PL PL PL

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 201459 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 355530 ⁽¹³⁾ (22) Data zgłoszenia: 09.10.2000 ^{(51) Int.Cl.}

B28C 5/42 (2006.01) (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego:

09.10.2000, PCT/AU00/01226 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:

19.04.2001, WO01/26871 PCT Gazette nr 16/01

Montowany na pojazdach bęben z tworzyw sztucznych do mieszania betonu i metoda jego produkcji

(30) Pierwszeństwo:	(73) Uprawniony z patentu:
08.10.1999,AU,PQ 3338	Khouri Anthony,Chipping Norton,AU
15.11.1999,AU,PQ 4054	(72) Twórca(y) wynalazku:
(43) Zgłoszenie ogłoszono:	William Rodgers,New South Wales,AU
04.05.2004 BUP 09/04	(74) Pełnomocnik:
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:	Jadwiga Federowicz,
30.04.2009 WUP 04/09	Kancelaria Rzecznika Patentowego

(57) 1. Montowany na pojazdach bęben z tworzyw sztucznych do mieszania betonu; bęben ten zawiera spiralne łopaty, pierwszy koniec sprzęgający, napędzany silnikiem pojazdu układ napędowy, który obraca bęben w celu mieszania betonu i drugi koniec, przez który mieszany beton jest wyładowywany, znamienny tym, że bęben (8) wykonany jest z co najmniej jednej warstwy tworzywa sztucznego; bęben zawiera ścianę posiadającą zintegrowane wewnętrzne ukształtowanie wspomagające mieszanie i wyładowywanie betonu, zintegrowane wewnętrzne ukształtowanie zawiera spiralne łopaty (24) wystające z warstwy wewnętrznej oraz wewnętrzną powierzchnię (20) z tworzywa elastomerowego wspomagającą mieszanie betonu i zewnętrzną warstwę konstrukcyjną (26), a waga napełnionego bębna jest taka, że całkowita waga napełnionego bębna według wynalazku wraz z zawartoś cią jest niż sza niż waga napeł nionego bębna stalowego (1) o równoważnym rozmiarze.

Ó)

Ll

PL 201 459 B1

Opis wynalazku

Przedmiot wynalazku

Niniejszy wynalazek dotyczy urządzeń do mieszania betonu, a w szczególności montowanego na pojazdach bębna z tworzyw sztucznych do mieszania betonu i sposobu jego produkcji.

Stan techniki

Przemysł budowlany czyni szeroki użytek z samochodów - betoniarek do transportu gotowego, mieszanego betonu do miejsc jego wylewu. Te samochody zazwyczaj zawierają duży zespół mieszający składający się z bębna mieszającego, montowanego do pojazdu i przyłączonego doń napędu mieszalnika, służącego do mieszania betonu podczas transportu oraz do wyładowania zawartości na miejscu przeznaczenia. System napędu zawiera skrzynię biegów, która pobiera moc z silnika pojazdu i przykłada mieszający moment obrotowy do bębna, wywołując jego osiową rotację, przy czym moment obrotowy jest regulowany w zależności od wymagań. Powyższe ogólne założenia opisane są w patencie US 4 585 356, który ujawnia samochód - betoniarkę posiadający bęben mieszający przystosowany do obracania przez silnik pojazdu, poprzez pomocniczą przekładnię przekładni silnika napędowego.

W znanych zespołach mieszających montowanych do pojazdów, bęben mieszający jest zazwyczaj wykonany z wysokowytrzymałej stali i ułożony jest pod kątem około 10 do 15 stopni od poziomu. Bęben wyposażony jest w wewnętrzne łopaty lub ostrza mieszające, tworzące spiralę Archimedesa w ten sposób, ż e przy jednym kierunku obrotów bębna zawarty wewnątrz beton jest mieszany, a przy przeciwnym kierunku obrotów bębna beton jest wyładowywany z niego poprzez podnoszoną kryzę, dzięki odwróconemu działaniu wewnętrznych spiralnych łopat. Bęben jest ułożony w ten sposób, że koniec napędzany jest niżej, a koniec wyładowczy jest wyżej w stosunku do ogólnie poziomego ułożenia pojazdu.

Używane od wielu lat stalowe bębny mają szereg wad, związanych z kosztami ich wytwarzania i wymiany, czasem życia, charakterystykami zużycia, wagą i objętością.

Bębny stalowe są kosztowne w produkcji ze względu na pracochłonność procesu konstrukcji, który wymaga walcowania arkuszy stali do kształtów stożków i cylindrów, które następnie są spawane ze sobą, aby utworzyć wykończony zbiornik. Następnie do wnętrza wspawane są na swoje miejsca spirale Archimedesa uformowane z płaskich arkuszy. Ponieważ beton jest materiałem wysokościernym, wewnętrzne powierzchnie stalowego bębna podlegają znaczącemu zużyciu ściernemu. Pojawia się ono zwłaszcza na powierzchniach narażonych na udary przy opadaniu betonu, tarcie poślizgowe i obciążenia ścinają ce, mogące prowadzić do przetarcia bębna.

Zazwyczaj czas życia bębna stalowego, używanego codziennie, wynosi od trzech do pięciu lat, następnie bęben wymaga wymiany, wiążącej się ze znaczącymi kosztami. Ścieranie wewnętrznych powierzchni jest zwiększone tam gdzie występują zmiany nachylenia ścian bębna, zazwyczaj w miejscach łączenia jego segmentów. Łopatki mieszające przyspawane są do wewnętrznej powierzchni bębna tworząc wnęki o ostrych kątach, w których może się zbierać i na koniec nawarstwiać beton, uszkadzając wewnętrzną powierzchnię i tworząc podstawę dalszych niepożądanych nawarstwień betonu. Stalowa powierzchnia jest ze swej natury dosyć gładka i chociaż właściwość ta może być pożądana dla ochrony przed nawarstwianiem się betonu na ściankach bębna, oddziaływanie pomiędzy betonem, a stalową ścianą prowadzi raczej do jej ścierania, niż do mieszania betonu. W przypadku idealnym mieszanie betonu powinno mieć miejsce w całej objętości mieszaniny, lecz w bębnie stalowym mieszanie optymalne nie zachodzi w warstwie przyściennej i w szczelinach, w których beton może się zbierać. W rzeczywistości, ze względu na naturę oddziaływań tarcia pomiędzy stalową powierzchnią, a warstwą przyścienną betonu, pojawia się przepływ laminarny powodujący słabe mieszanie albo brak mieszania w warstwie przyściennej. Przyczyną tego jest to, że kruszywo w betonie raczej ślizga się i trze (przy ograniczonym mieszaniu, lub jego braku), niż obraca ułatwiając mieszanie. Z tego powodu pojawiają się w mieszaninie martwe obszary, gdzie mieszanie nie zachodzi i gdzie występuje zwiększona możliwość niepożądanego zbierania się betonu. W dodatku do powyższych problemów związanych z używaniem stalowych bębnów mieszających dochodzą wskaźniki kosztu i wagi, składając się na niską efektywność używania, charakterystyczną dla stalowych bębnów. Ze względu na ciężar własny stalowego bębna, jego pojemność musi być ograniczona tak, by łączna waga własna bębna i betonu była utrzymana w granicach dopuszczalnej maksymalnej ładowności pojazdu, na którym bęben jest mocowany. Wynalazca, rozważając możliwość użycia do budowy bębna betoniarki lekkich materiałów, takich jak tworzywa sztuczne, jako zamienników dla stali, stwierdził występowanie, przy dokonywaniu przejścia na tworzywa sztuczne, pewnych problemów, związanych

PL 201 459 B1 z ich konstrukcją i produkcją, które należało rozwiązać , z pośród których nie najmniej ważnym była produkcja bębna, który mógłby sprostać wysokim statycznym i dynamicznym obciążeniom, którym bębny mieszające montowane na pojazdach są poddawane w toku normalnej pracy. Gdyby waga bębna mogła być zmniejszona bez pogorszenia jego właściwości i przy możliwym zwiększeniu jego objętości, to zmniejszenie jego wagi mogłoby być wykorzystane przez dodatkową ilość betonu, przez co wzrosłaby użyteczna ładowność. Istnieje w stanie techniki wiele ujawnionych rozwiązań bębna betoniarki, z których jednak żadne, w przekonaniu wynalazcy, nie pokrywa się z niniejszym opisem.

Patent US 4 491 415 ujawnia lekkie, o gruszkowatym kształcie urządzenie, otwarte z jednego końca i posiadające osiowo wyciągnięty łącznik na większym końcu. Bęben jest obrotowo podparty na jednolitej podstawie posiadającej poprzecznie rozciągnięty przód i wyciągnięty kątowo do góry tył, stanowiący część nośną rozłączalnie przyłączaną do łącznika, tak aby podtrzymywać obrotowo bęben z nachyleniem okoł o 35 stopni. Bę ben ma wiele rozcią gnię tych w kierunku osi, promieni ś cie rozchodzących się żeber, służących unoszeniu zawartości i jest korzystnie wykonany z formowanego tworzywa sztucznego, bądź jako jednolita całość, bądź jako wiele dopasowanych części. Bęben opisany w tym patencie jest przeznaczony do pracy przy niskich obciążeniach i nie posiada właś ciwości konstrukcyjnych ani materiałowych koniecznych do pracy przy obciążeniach wysokich.

Patent US 5 118 198 ujawnia urządzenie do mieszania cementu z podporą kołyskową i zawiera polietylenowy bęben do mieszania cementu utrzymywany i podparty poprzez zestaw ramion kołyskowych utworzonych przez klamry kołyskowej podstawy i stojące ramiona kołyskowe, dopasowane do wgłębień uprzednio formowanych w polietylenowym bębnie. Przekładnia zębata napędza polietylenowy bębnem. Bęben ujawniony w tym patencie jest przeznaczony do niskoobciążonej pracy z cementem i nie spełnia wymagań konstrukcyjnych i materiałowych dla pracy ciężkiej.

Patent US 5 492 401 ujawnia mieszalnik do betonu z bębnem mieszającym wykonanym z wysokogęstościowego usieciowanego materiału polietylenowego. Bęben zawiera dno wzmocnione przez konwencjonalną sztywną metalową misę, przymocowaną do zewnętrznej powierzchni w celu usztywnienia bębna z tworzywa sztucznego oraz przedłużenia jego trwałości, poprzez umożliwienie mieszalnikowi betonu ukończenie mieszania w miejscu pracy, nawet gdy z powodu ruchów mieszanki betonowej wewnątrz bębna, w czasie powtarzanych cykli mieszania, wystąpi całkowite przetarcie na wylot dna plastikowego bębna. Zestawy łopatek są umiejscowione wewnątrz bębna i ustawione tak, aby zapewnić minimalne rozpryskiwanie podczas operacji mieszania. Bęben ujawniony w tym patencie jest nieodpowiedni do pracy przy dużych obciążeniach jako mocowany na pojazdach, a ponadto rozwiązano jedynie problem przetarcia dna, podczas gdy dziura może zostać przetarta przez ścianę bębna.

Stan techniki opisuje użycie bębnów z tworzyw sztucznych do małych operacji mieszania cementu, brak opisów użycia takich materiałów jako substytutów stali przy pracy w trudnych warunkach. Potoczne myślenie sugeruje, że używanie i produkcja bębnów z tworzyw sztucznych do mieszania betonu przeznaczonych do pracy w trudnych warunkach, jakie występują przy bębnach betoniarek montowanych na pojazdach, jest niewłaściwe ze względu na znaczące statyczne i dynamiczne obciążenia, jakimi poddawany jest bęben podczas normalnej pracy.

Wynalazek

Niniejszy wynalazek przedstawia inny bęben obrotowy montowany na pojazdach, służący do mieszania betonu lub cementu, wykonany z tworzyw sztucznych, który pokonuje opisane wcześniej niedogodności występujące w stanie techniki i nie tylko poprawia właściwości mieszania betonu, lecz ponadto przedłuża żywotność bębna w stosunku do jego stalowego odpowiednika i pozwala na wzrost objętości betonu w bębnie, przy jednoczesnej redukcji ciężaru własnego bębna, skutkując wzrostem użytecznej ładowności dla każdego przewozu, bez naruszania granicznych parametrów pojazdu.

W najszerszej postaci urządzenie wedł ug niniejszego wynalazku obejmuje:

przystosowany do pracy w ciężkich warunkach bęben do mieszania betonu, zdolny do przymocowania do pojazdu; bęben ten zawiera pierwszy koniec, który sprzęga napędzany silnikiem pojazdu układ napędowy, który obraca bęben w celu mieszania betonu i drugi koniec, przez który mieszany beton jest wyładowywany; bęben wykonany jest z co najmniej jednej warstwy tworzywa sztucznego; bęben zawiera ścianę posiadającą jednolite wewnętrzne ukształtowanie wspomagające mieszanie i wyładowywanie betonu oraz wewnętrzną powierzchnię wspomagającą mieszanie betonu.

W szerokiej postaci urządzenie według wynalazku obejmuje:

montowany na pojeździe obrotowy bęben do mieszania betonu posiadający otwór na jednym końcu przeznaczony do załadowywania i wyładowywania przez niego betonu, a na drugim końcu środki do przyłączania zespołu napędowego do obracania bębna w celu mieszania lub wyładowywa4

PL 201 459 B1 nia betonu; bęben ten wykonany jest z co najmniej jednej formy przy użyciu co najmniej jednego tworzywa sztucznego; bęben ponadto zawiera odłączalne lub zintegrowane łopatki, które wystają z wewnętrznej powierzchni bębna, tworząc spiralę Archimedesa, ułożoną tak, że gdy bęben jest obracany w jednym kierunku zawarty w nim beton jest mieszany, a gdy bęben jest obracany w drugim kierunku zawartość jest wyładowywana z bębna; wewnętrzna powierzchnia bębna jest wykonana z elastomeru lub wyłożona elastomerem, który powoduje mieszanie betonowej zawartości w przyściennej warstwie betonu; waga napełnionego bębna jest taka, że całkowita waga bębna i zawartości jest mniejsza niż napełnionego bębna stalowego o równoważnych rozmiarach.

W innej szerokiej postaci urządzenie według wynalazku obejmuje:

montowany na pojeździe obrotowy bęben do mieszania betonu posiadający otwór na jednym końcu przeznaczony do załadowywania i wyładowywania przez niego betonu, a na drugim końcu środki do przyłączania zespołu napędowego do obracania bębna w celu mieszania lub wyładowywania betonu; bęben wykonany jest z dwu lub trzech form, przy użyciu co najmniej jednej warstwy tworzywa sztucznego; bęben ponadto zawiera odłączalne lub zintegrowane łopatki, które wystają z wewnętrznej powierzchni bębna tworząc spiralę Archimedesa, ułożoną tak, że gdy bęben jest obracany w jednym kierunku zawarty w nim beton jest mieszany, a gdy bęben jest obracany w drugim kierunku zawartość jest wyładowywana z bębna; wewnętrzna powierzchnia bębna zawiera warstwę poliuretanu służącą wzmocnieniu mieszania betonowej zawartości w granicznej warstwie betonu; waga napełnionego bębna jest taka że całkowita waga bębna i zawartości jest mniejsza niż napełnionego bębna stalowego o równoważnych rozmiarach.

W innej szerokiej postaci urządzenie według wynalazku obejmuje:

montowany na pojeździe obrotowy bęben do mieszania betonu posiadający otwór na jednym końcu przeznaczony do załadowywania i wyładowywania przez niego betonu, a na drugim końcu środki do przyłączania zespołu napadowego do obracania bębna w celu mieszania lub wyładowywania betonu; bęben wykonany jest z dwu lub trzech form i zawiera pierwsze tworzywo sztuczne takie jak tkane włókno szklane tworzące zewnętrzną powierzchnię bębna i drugie tworzywo sztuczne takie jak elastomer poliuretanowy lub podobny tworzące wewnętrzną powierzchnię bębna; powierzchnie wewnętrzna i zewnętrzna tworzą razem ścianę bębna; bęben ponadto zawiera odłączalne lub zintegrowane łopatki, które wystają do wewnątrz ze ściany bębna tworząc spiralę Archimedesa, ułożoną tak, że gdy bęben jest obracany w jednym kierunku zawarty w nim beton jest mieszany, a gdy bęben jest obracany w drugim kierunku zawartość jest wyładowywana z bębna; wewnętrzna poliuretanowa powierzchnia bębna zapewnia odporność na zużycie i wzmacnia mieszanie betonowej zawartości w przyś ciennej warstwie betonu; waga napeł nionego bę bna jest taka, ż e cał kowita waga bę bna z tworzyw sztucznych i zawartości jest mniejsza niż napełnionego bębna stalowego o równoważnych lub mniejszych rozmiarach.

W szerokiej postaci sposób według wynalazku obejmuje:

sposób produkcji montowanego na pojazdach bębna z tworzyw sztucznych służącego do mieszania betonu zawierający następujące kroki:

a) przygotowanie formy posiadającej powierzchnię określającą wewnętrzny profil bębna, która zawiera ścianę posiadającą wgłębienia, które tworzą część formy dla ciągłych spiralnych łopatek mieszających zawartych w bębnie;

b) nałożenie środka antyadhezyjnego na zewnętrzną powierzchnię formy;

c) nałożenie na środek antyadhezyjny warstwy tworzywa sztucznego w postaci cieczy i umożliwienie tej warstwie tworzywa zestalenia na formie, w celu uformowania pierwszej warstwy ściany bębna;

d) nałożenie warstwy spajającej na warstwę tworzywa sztucznego;

e) nałożenie wzmocnionej włóknami warstwy kompozytowej na warstwę spajającą; i f) usunięcie formy z wnętrza bębna.

Sposób produkcji montowanego na pojazdach bębna z tworzyw sztucznych służącego do mieszania betonu zawierający następujące kroki:

a) wykonanie wewnętrznej formy określającej wewnętrzny profil bębna, zawierającej ścianę mającą wgłębienia, które tworzą ciągłą ślimakową spiralę mieszającą;

b) nałożenie środka antyadhezyjnego na zewnętrzną powierzchnię formy;

c) nałożenie na środek antyadhezyjny elastomeru w postaci cieczy i umożliwienie polimeryzacji elastomeru na formie w celu utworzenia pierwszej warstwy ściany bębna;

d) nałożenie warstwy spajającej na elastomer;

e) nałożenie wzmocnionej włóknem ciągłym warstwy kompozytowej na warstwę spajającą;

PL 201 459 B1

f) nawinięcie włókna ciągłego naokoło bębna w celu utworzenia zewnętrznej, wzmocnionej włóknem matrycy konstrukcyjnej.

Według innej szerokiej postaci sposobu niniejszy wynalazek obejmuje:

sposób produkcji montowanego na pojazdach, obrotowego bębna z tworzyw sztucznych, służącego do mieszania betonu, zawierający następujące kroki:

a) wykonanie wewnętrznej części formy, której zewnętrzna powierzchnia określa zewnętrzny profil bębna do mieszania betonu;

b) nałożenie środka antyadhezyjnego na zewnętrzną powierzchnię tej części formy;

c) nałożenie na środek antyadhezyjny elastomeru w postaci cieczy i umożliwienie polimeryzacji elastomeru na formie w celu uformowania pierwszej warstwy bębna;

d) nałożenie środka spajającego na warstwę elastomeru, jako składnika łączącej warstwy, w celu otrzymania zewnętrznej warstwy konstrukcyjnej z włókna ciągłego;

e) nawinięcie włókna ciągłego naokoło bębna w celu utworzenia zewnętrznej matrycy konstrukcyjnej.

Według innej szerokiej postaci sposobu niniejszy wynalazek obejmuje:

sposób produkcji montowanego na pojazdach bębna służącego do mieszania betonu, zawierający następujące kroki:

a) wykonywanie podstawowych segmentów formy do odbierania tworzywa sztucznego dla ukształtowania bębna;

b) zestawianie segmentów formy na trzpieniu;

c) spinanie segmentów formy razem w celu utworzenia spiralnego wyżłobienia dookoła segmentów formy;

d) nakładanie tworzywa sztucznego na zewnętrzną stronę segmentów formy, przez co tworzywo sztuczne tworzy wewnętrzną warstwę bębna;

e) nakładanie pośredniego środka spajającego na zewnętrzną stronę wewnętrznej warstwy;

f) nakładanie na warstwę spajającą wzmocnionej włóknem zewnętrznej warstwy konstrukcyjnej owiniętej dookoła segmentów formy, gdzie warstwy: wewnętrzna, pośrednia i zewnętrzna tworzą ścianę bębna mieszającego.

Korzystnie części formy są spinane razem przed nałożeniem opisanej wewnętrznej warstwy, poprzez osiujące kołki prowadzące i spoiwo.

W korzystnym przykładzie wykonania bę ben jest wytwarzany z trzech części formy, z których dwie obejmują końce bębna, a trzecia obejmująca środkową część bębna, umieszczana jest pomiędzy częściami końcowymi. Każda część formy ma ukształtowanie, które dodaje do części bębna tworzonej przez tę część formy, część spirali wystającą do wewnątrz bębna z jego ściany, w ten sposób, że gdy części bębna są złączone razem tworzy się wewnętrzna spirala Archimedesa.

Formy są ukształtowane w ten sposób, że gdy formy są połączone, wewnętrzna spirala Archimedesa, używana zarówno do mieszania jak i wyładowywania betonu, jest kompletna. Korzystnie zewnętrzna powierzchnia formy jest przygotowana przy pomocy środka antyadhezyjnego, tak że forma może być łatwo usunięta po utwardzaniu. Korzystnie elastomerem jest poliuretan i posiada właściwości powierzchni redukujące ścieranie a poprawiające mieszanie. Korzystnie są trzy segmenty formy, których połączenia tworzą część spiral mieszających tak, że segmenty są łączone wzdłuż spiral.

Przedmiot niniejszego wynalazku zostanie teraz opisany według korzystnego, lecz nie jedynego możliwego sposobu wykonania, przy pomocy odwołań do towarzyszących rysunków gdzie:

Figura 1 ukazuje bęben mieszający według stanu techniki;

Figura 2 ukazuje w widoku z boku bęben do mieszania cementu według przykładu wykonania.

Figura 3 ukazuje przekrój połączenia dwóch części bębna, ukazujący konstrukcję połączenia;

Figura 4 ukazuje powiększony widok wierzchołka spiralnej łopaty;

Figura 5a-d ukazuje pierwsze etapy przygotowania bębna;

Figura 6 ukazuje powiększony przekrój boczny typowej łopaty mieszającej.

Figura 7a-c ukazuje w widoku z przodu kroki spinania i nadmuchiwania formy.

Figura 8 ukazuje formę i bęben ustawiony do usunięcia formy.

Figura 9 ukazuje bęben wewnątrz piaskownika, w którym strumień piasku jest nakierowywany na powierzchnię skorupy, aby przygotować ją w ten sposób, by była chemicznie podatna na związanie w nastę pnym etapie.

Figura 10 ukazuje bęben zamocowany obrotowo na sterowanej komputerowo maszynie owijającej.

Figura 11a-b ukazuje dwuetapowy proces nakładania żelkotu.

PL 201 459 B1

Figura 12 ukazuje bęben złączony z pierścieniem usztywniającym, który rozdziela obciążenia z wałków czopów zawieszenia obrotowego zawartych na pojeździe, na którym bęben ma być mocowany.

Figura 13 ukazuje ustawienie bębna podczas nakładania pierścienia okapowego.

Figura 14 ukazuje przekrój poprzeczny końcowego obszaru bębna zawierającego pomiędzy fragmentem spirali a ścianą, przegrodę dodającą bębnowi sztywności.

Figura 15 ukazuje przekrój porzeczny typowej powierzchni przylegania pomiędzy mieszanką betonową a stalową ścianą.

Figura 16 ukazuje powiększony widok warstwy granicznej ściana/beton powierzchni przylegania w bębnie mieszającym z tworzyw sztucznych według korzystnego przykładu wykonania wynalazku.

Figura 17a-o ukazuje różne etapy wykonania bębna według innego przykładu wykonania.

Figura 18a-f ukazuje różne etapy wykonania łopat o stałym rdzeniu dla innego układu łopat. Figura 19a-p ukazuje różne etapy wykonania bębna według korzystnego przykładu wykonania. Figura 20a-f ukazuje kroki wykonania spiralnych łopat o stałym rdzeniu według innego przykładu wykonania.

Figura 21 ukazuje widok w przekroju poprzecznym oddziaływań łopat o stałym rdzeniu z betonem podczas obrotów bębna. Figura 1 ukazuje widok z boku znanego stalowego bębna mieszającego 1, który typowo wykonywany jest z oddzielnie prefabrykowanych segmentów 2, 3 i 4, które są spawane razem na szwach 5, 6 i 7. Na szwach 5, 6 i 7 złącza spawane podlegają wzmożonemu zużyciu z powodu zmiany kierunku powierzchni na złączeniu. Punkty wzmożonego zużycia w stalowym bębnie znanym ze stanu techniki redukują czas życia bębnów, powodując konieczność kosztownej naprawy lub wymiany. Stalowe bębny wykonywane są z płaskich walcowanych arkuszy, które tworzą stożki i cylinder, następnie łączone spawaniem. Spirale Archimedesa są następnie spawane do wewnętrznej powierzchni bębna, dając w wyniku zbiornik o wysokim ciężarze właściwym, którego waga własna ogranicza ilość betonu, jaka może być przewożona przez pojazd do którego bęben jest przymocowany. Jak wskazano uprzednio, stalowe bębny obciążone są różnymi niedogodnościami, w tym podatnością na wycieranie na połączeniach cylindrycznych i stożkowych segmentów, oraz tendencją do niepożądanego nawarstwiania się betonu w ostrych rogach i szczelinach utworzonych przez łopaty mieszające. Dodatkowo, gładka wewnętrzna powierzchnia stalowego bębna wspomaga ścieranie poślizgowe i hamuje mieszanie w warstwie przyściennej z powodu niskiego współczynnika tarcia na powierzchni metal/beton. Figura 2 ukazuje zewnętrzny profil wykonanego ze wzmocnionego włóknami kompozytu bębna do mieszania betonu 8, według przykładu wykonania wynalazku. Bęben zawiera wewnętrzną spiralę Archimedesa, utworzoną przez spiralne łopaty lub ostrza, które mieszają beton podczas obrotów bębna w jednym kierunku i wyładowują beton, gdy bęben jest obracany w przeciwnym kierunku. Bęben jest ogólnie gruszkowatego kształtu i zawiera otwór 9 na jednym końcu do ładowania i wyładowywania betonu. Układ figury 2 jest wynikiem zastosowania sposobu będącego przedmiotem wynalazku i zostanie opisany w szczegółach poniżej. Bęben 8 jest zbudowany ze skorupy konstrukcyjnej z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem, z elastomerowym wnętrzem, posiadającym właściwości powierzchni, które powodują przekazanie oporu ciernego do betonu, wzmagając mieszanie w warstwie przyściennej betonu i ściany bębna poprzez wymuszoną rotację kruszywa. Korzystny sposób wykonania bębna zostanie teraz szczegółowo opisany. Podczas gdy w opisanym przykładzie wykonania użyto trzech części formy, to należy zauważyć, że bęben może być wykonany z większej lub mniejszej liczby części. Stwierdzono jednak, że trzyczęściowa konstrukcja jest korzystna ze względu na kształt końcowego bębna. Według korzystnego przykładu wykonania, bęben 8 jest zbudowany z trzech części formy 10, 11 i 12 według następującej metodologii. Figura 3 przedstawia typowe profile części formy 13, 14 i 15, gdzie część 13 jest wykonana tak, aby sprzęgać system napędowy montowany na pojeździe do obracania bębna, część 14 jest sekcją pośrednią, która sprzęga części 13 i 15. Część 15 zawiera otwór wyładowczy, przez który mieszany beton jest wyładowywany. Pierwszym krokiem w budowie bębna mieszającego jest przygotowanie form, przy pomocy których bęben będzie produkowany. Forma jest korzystnie zbudowana z trzech części, co umożliwia łatwe wyjmowanie formy, jak również pozwala na kształtowanie bębnów o różnych rozmiarach, zgodnie z potrzebami. Dla przykładu długość bębna może być powiększana przez zmienianie rozmiaru pośredniej sekcji 14. Sekcje 13, 14 i 15 są tworzone każda oddzielnie z kulek spienionego polistyrenu. Przez szczeliny w każdej formie jest podawana gorąca para stapiająca kulki na powierzchni formy. Wykończenie powierzchni polistyrenu może być poprawione przez nałożenie szybkoschnącej cieczy. Zewnętrzny profil części formy po ich złączeniu tworzy formę dla wewnętrznej powierzchni bębna.

PL 201 459 B1

Profil formy zawiera spiralne rowki, będące odwróceniem spiralnych łopat mieszających, które wystają z wewnętrznej powierzchni wykończonego bębna.

Figura 4 przedstawia zestawioną formę zamocowaną na trzpieniu wspornikowym 17. Części formy zawierają współpracujące kołki osiujące, ustawiające w linii odpowiadające sobie części profili formy i sczepione są ze sobą przy pomocy środka klejącego. Figury 5a-d ukazują pierwsze etapy przygotowania bębna. Na początku tego etapu forma jest mocowana na trzpieniu 17, który ma możliwość obrotów osiowych. Praca formy jest sterowana komputerowo przy wykorzystaniu robota obracającego trzpień. Powierzchnia formy jest przygotowywana przy użyciu środka antyadhezyjnego, który umożliwi oddzielenie formy od bębna po zakończeniu kroków niniejszego sposobu. Głowica natryskowa 18 nakłada na powierzchnię formy elastomer poliuretanowy, który tworzy wewnętrzną warstwę bębna. Spray nakładany jest wzdłuż normalnej do powierzchni bębna, który na tym etapie będzie obracany, zgodnie z parametrami wprowadzonymi do komputera. Podczas obrotów formy na trzpieniu głowica natryskowa podąża wzdłuż powierzchni formy, a w szczególności po torze rowków. Program komputerowy steruje nakładaniem polimeru na powierzchnię formy. Nakładanie elastomeru poliuretanowego na powierzchnię formy przebiega w dwóch etapach. Najpierw spray nakładany jest do rowków formy, które utworzą spiralne łopaty bębna. Głowica natryskowa 18 podąża za obrysem spirali wokół bębna i pozostawia jednolitą powłokę na bokach łopat z dodatkową grubością głęboko w rowku, co utworzy końcówkę ostrza spirali. Dodatkowy surowiec zapewnia odporność na ścieranie podczas pracy. W drugim etapie procesu nakładania sprayu głowica natryskowa 18 jest zmieniana tak, by rozpryskiwać elastomer poliuretanowy wzdłuż normalnej do powierzchni formy zgodnie z pożądaną grubością. Dodatkowy poliuretan może być natryskiwany tam, gdzie dodatkowa grubość jest pożądana w obszarach o wysokim zużyciu. Jeśli jest to pożądane, w jednym lub w obu etapach mogą być w nakładane powłoki wielokrotne. Zgodnie z przykładem wykonania, jedna lub więcej dodatkowych warstw może być różnie barwiona, tworząc wskaźniki zużycia. Można zastosować biały pigment do warstwy powierzchniowej w celu czyszczenia i sprawdzania po użyciu. Poliuretan jest pozostawiony do zżelowania po czym natryskiwana jest warstwa substancji chemicznej na powierzchnię poliuretanową aby zapewnić związanie następnej warstwy kompozytowej wzmocnionej włóknami. Przed nałożeniem warstwy wzmocnionej włóknami do rowków spirali doprowadzana jest z ramy podającej lina utworzona z wielu pasm włókna szklanego. Ta część operacji przedstawiona jest na fig. 5d. Lina ciągnięta jest przez kąpiel żywiczną i prowadzona przez oczko prowadzące tak, aby wpadała w rowek łopaty. Napinanie liny układa ją w rowkach. Gdy ułożona lina twardnieje staje się wysoce wytrzymałym prętem zbrojeniowym wzdłuż całej długości spirali. Poliuretan, który jest natryskiwany na tym etapie na formę, generalnie dostosowuje się do kształtu formy z wyjątkiem mostkowania, które jest wymagane pomiędzy ściankami rowków. Na przykładzie z fig. 6 jest ukazany powiększony przekrój profilu typowej łopaty mieszającej. Każda łopata składa się z warstwy elastomerowej 20, która tworzy wewnętrzną powierzchnię bębna. Warstwa spajająca 21 jest nakładana na warstwę elastomerową, a następnie warstwa konstrukcyjna 22 nakładana jest do wewnątrz wklęsłej powierzchni wnęki 23. Ten proces jest dopełniany dla każdej części spirali do styku, po czym dalsza warstwa spajająca 25 nakładana jest na resztę zewnętrznej powierzchni bębna, na którą nakładana jest warstwa konstrukcyjna 26, którą korzystnie jest wzmocniony włóknami kompozyt, tak aby utworzyć skorupę konstrukcyjną. W głębokiej wnęce 23 zawarte jest ciągłe włókno i żywiczna lina 35. Pożądane jest, aby sztywna skorupa tworzyła mostek ponad spiralnym rowkiem i osiąga się to przez natryśnięcie kompozytu żywicy oraz ciętego włókna szklanego, wykańczającego warstwę konstrukcyjną 26. Natryśnięta żywica jest ręcznie walcowana, po czym następuje dociskanie, a następnie nadmuchiwanie formy, zanim poliuretan zżeluje. Figury 7a-c ukazują w widoku z przodu kroki spinania i nadmuchiwania formy. Figura 7a przedstawia blok spinający 30 w układzie otwartym. Forma i częściowo ukończony bęben z tworzywa sztucznego przedstawione są przerywaną linią 31. Zanim kompozyt żywicy i ciętych włókien szklanych zżeluje forma jest umieszczana na bloku spinającym 30 po czym ramiona 32 i 33 są zamykane wokół kompozytu. Jak pokazano na figurze 5c. Po spięciu forma jest nadmuchiwana, aby zapewnić pełny kontakt z warstwą kompozytową wzmocnioną włóknami. Forma i bęben są przetrzymywane przez cztery godziny dopóki żywica nie jest wystarczająco utwardzona do następnego etapu. Figura 8 ukazuje formę i bęben 31. składowany do usunięcia formy. Figura 9 ukazuje bęben 31 wewnątrz piaskownika 32, w którym strumień piasku przesuwany jest po powierzchni skorupy, aby uczynić ją chemicznie podatną do wiązania następnego etapu. Następny krok wymaga owijania ciągłego włókna wzmocnionej włóknem warstwy konstrukcyjnej. Układ do owijania, jak ukazano na figurze 10, jest przygotowany do owijania zwilżonych żywicą pęczków włókna szklanego dookoła obracającej się formy. Napięcie nawijania

PL 201 459 B1 może być rzędu 600 MPa. Figura 10 ukazuje bęben 31 zamontowany do obracania na sterowanej komputerowo maszynie owijającej, aby umożliwić owijanie pęczkami włókien szklanych 34. Aby otrzymać optymalne właściwości fizyczne konstrukcji z włókien ciągłych, włókna są ustawione liniowo w kierunku obciążeń jakimi poddawany jest gotowy bęben podczas używania. Typowymi obciążeniami bębna są: zginanie osiowe pod ciężarem mokrego betonu, przyłożone obciążenie dynamiczne na napędowym końcu bębna, pochodzący od napędu moment skręcający i obciążenia podparcia na wyładowczych wałkach zawieszenia czopowego. Wzornik owijający układa liniowo włókna pod kątem 10 stopni w połowie rozpiętości, aby przeciwstawiały się naprężeniom zginającym, zwiększając kąt i grubość ściany w kierunku końca wyładowawczego, aby dostosować ją do przyłożonych obciążeń wałków.

Według sposobu wykonania maszyna owijająca ma trzy napędy silnikowe: obracający trzpień 17, przesuwający suport równolegle do osi trzpienia i trzeci wykonujący ruch pod kątem prostym do niego. Pęczki włókna szklanego, które układają się na bębnie są ciągnięte przez kąpiel żywiczną i nakładane na powierzchnię bębna jako szeroka taśma składająca się z tysięcy naprężonych włókien. Kompozyt jest nakładany przez owijanie włókna ciągłego naokoło bębna na warstwie spajającej 25, tak aby utworzyć matrycę z włókna szklanego o właściwościach wytrzymałościowych wystarczająco wysokich, by przeciwstawić się normalnym obciążeniom roboczym przyłożonym podczas mieszania i transportu betonu. Warstwy owinięcia zachodzą na siebie, dopóki nie zostanie osiągnięta pożądana grubość. Powierzchnia bębna pokryta jest mokrą żywicą z małymi nieregularnościami, które muszą być skierowane do przeprowadzenia zewnętrznego wykończenia. W wyniku takiej konstrukcji spiralne łopatki mieszające są puste w środku i mają wysoką odporność na zginanie i ścinanie podczas mieszania. Wewnętrzna elastomerowa powierzchnia jest wysoce odporna na ścieranie przez beton, będąc jednakże bardziej miękka i lżejsza niż stalowy odpowiednik. Wyższa odporność na ścieranie jest umożliwiona przez naturalne, elastyczne odkształcanie elastomeru, które absorbuje energię kinetyczną cząstek betonu, bez żłobienia materiału powierzchni. W dodatku, z powodu właściwości wewnętrznej powierzchni, którą korzystnie będzie poliuretan, beton będzie raczej mieszany niż ślizgał się w warstwie przyściennej, zapewniając wydajne wymieszanie betonu w czasie mieszania i ograniczenie ścierania z powodu łagodnych krzywizn w całym wnętrzu bębna. W dalszym kroku warstwa konstrukcyjna jest wykańczana gładką, barwioną żywicą, która jest nakładana przy użyciu zaczepów podobnych do używanych do wykonania warstwy żywicznej. Figury 11a i b przedstawiają dwustopniowy proces nakładania żelkotu. Skorupa 40 jest większa od skorupy 30 aby pomieścić dodatkową warstwę owinięcia. Jak pokazano na figurze 12 bęben 31 jest wyposażony w pierścień usztywniający 43, który rozdziela obciążenia z wałków zawieszenia czopowego zawartych na pojeździe, na którym bęben ma być zamontowany. Ten etap pozwala nałożyć na strukturę gotowego bębna znak korporacyjny albo inny charakterystyczny element odróżniający. Aby to osiągnąć na częściach 41 i 42 skorupy drukowany jest wybrany znak i natryskiwany jest podkład żelkotu. Po żelowaniu nakładana jest cienka warstwa wzmocnionego kompozytu i pozostawiana do zastygnięcia. Skorupy są przygotowane z wyprzedzeniem do operacji nałożenia owinięcia z włókna szklanego, gdy żywica jest jeszcze płynna, po czym skorupy są dociskane wokół owinięcia, w ten sposób wyciskając nadmiar żywicy. Zestaw form skorup jest umocowany pionowo i dwuskładnikowa mieszanka jest wtryskiwana do przestrzeni formy pierścienia. Figura 13 ukazuje ustawienie bębna 31 podczas tego etapu. Gdy żywica zżeluje, formy skorup są usuwane, trymowane jest owinięcie wyładowawczego końca bębna i przyłączany do niego jest poliuretanowy kołnierz ociekowy. Etap końcowy obejmuje usunięcie pozostałości formy wewnątrz bębna, po czym następuje zamknięcie otworów po trzpieniu i kosmetyka wykańczająca. Trzpień jest usuwany, a do otworu dopasowywane jest złącze rurowe. Bęben stoi pionowo, a aceton rozpuszczający polistyren przepompowywany jest przez wnętrze, które jest dzięki temu czyste i umyte. Bęben jest następnie wykończany przez usunięcie wszelkich wypływek żywicy. Figura 14 ukazuje przekrój poprzeczny obszaru końca bębna 50, zawierającego pomiędzy odcinkiem spirali 51 a ścianą 52, przegrodę 53 dodającą sztywności bębnowi. Płyta przegrody jest korzystnie wklejona na miejsce. Figura 15 przedstawia przekrój typowej powierzchni oddziaływań pomiędzy mieszanką betonową a stalową ścianą 55. Z powodu gładkości właściwej dla stalowej ściany 56 beton ma tendencję raczej do ślizgania i ścierania, niż do mieszania.

Figura 16 przedstawia przekrój typowej powierzchni oddziaływań pomiędzy mieszanką betonową 57 a elastomerową warstwą graniczną 58. Jak ukazano strzałkami 59 kruszywo w mieszaninie obraca się z powodu tarcia pomiędzy betonem 57, a powierzchnią 58. Rotacja pozwala uniknąć nadmiernego ścierania powierzchni 58 i wzmaga mieszanie betonu. W dodatku, ponieważ powierzchnia 58 zdolna jest do uginania się, energia jest rozpraszana poprzez właściwą tej powierzchni elastyczność,

PL 201 459 B1 dając w wyniku ograniczenie zużycia. Zgodnie z korzystnym przykładem wykonania, spiralne łopaty wewnątrz bębna mają skok w zakresie od 0,5 metra do 2 metrów. W napędzanym końcu bębna skok spirali wynosi około 2 metrów. Łopaty są wzmocnione włóknem ciętym, tkanym lub owinięciem z włókna ciągłego. Formy pozwalają na zastosowanie różnych skoków spirali łopat. Korzystnie promień u podstawy łopat jest wię kszy niż 10 mm, aby uniknąć nagromadzania się zastygnię tego betonu. Ponadto łopaty są wzmocnione poprzez ich formowanie łącznie ze ścianą bębna i posiadają współczynnik sztywności wystarczający do wytrzymania normalnych obciążeń roboczych. Według innego przykładu wykonania wewnętrzne łopaty mogą być rozłączalnie przymocowane do ściany bębna.

Inny sposób wykonania bębna wzmacnianego włóknami ukazany jest na figurach 17a-o. Figura 17a ukazuje profil połówki formy 60, która jest łączona z odpowiadającą jej połówką, tak aby utworzyć kompletną formę 61. Pierwszym krokiem wykonania bębna jest przygotowanie formy z której produkowany będzie bęben. Rozmiar bębna może być zmieniany poprzez zmienianie rozmiarów formy. Każda część formy jest tworzona z oddzielnych form wykonanych z kulek spienionego polistyrenu. Przez szczeliny w każdej formie jest podawana gorąca para stapiająca kulki na powierzchni formy. Zewnętrzny profil części formy po ich złączeniu tworzy formę dla wewnętrznej powierzchni bębna.

Profil formy zawiera spiralne rowki, będące odwróceniem spiralnych łopat mieszających, które wystają z wewnętrznej powierzchni wykończonego bębna.

Figura 17b ukazuje zestawioną formę zamocowaną na trzpieniu wspornikowym 62. Części formy zawierają współpracujące kołki osiujące, ustawiające w linii odpowiadające sobie części profili formy i złączone są ze sobą przy pomocy środka klejącego. Figura 17c ukazuje formę 61, podczas etapu procesu, w którym wykończenie powierzchni polistyrenowej może być poprawione przez nałożenie szybkoschnącego roztworu. Figury 17d-g ukazują pierwsze etapy przygotowania bębna z tworzyw sztucznych według przykładu, który zostanie opisany. Forma jest zamocowana na trzpieniu 62, który ma możliwość obrotów osiowych. Praca formy jest sterowana komputerowo przy wykorzystaniu robota obracającego trzpień. Powierzchnia formy jest przygotowywana przy użyciu środka antyadhezyjnego, który umożliwia oddzielenie formy od bębna po ukończeniu bębna. Głowica natryskowa 63 nakłada elastomer poliuretanowy na powierzchnię formy, co tworzy wewnętrzną warstwę bębna. Spray nakładany jest wzdłuż normalnej do powierzchni bębna, który na tym etapie będzie obracany, zgodnie z parametrami wprowadzonymi do komputera. Podczas obrotów formy na trzpieniu głowica natryskowa podąża wzdłuż powierzchni formy, a w szczególności po torze rowków. Nakładanie elastomeru poliuretanowego na powierzchnię formy przebiega w dwóch etapach. Najpierw spray nakładany jest do rowków formy, które utworzą spiralne łopaty bębna. Figury 18a-f ukazują różne etapy wykonania układu łopat o stałym rdzeniu, według innego przykładu wykonania. Głowica natryskowa 63 podąża za obrysem spiralnych rowków 64 wokół formy i pozostawia jednolitą powłokę poliuretanu 65 na ścianie 66, zaprzestając w obszarze dna rowka 67. Nałożona warstwa zawiera tylną porcję 68, która tworzy łoże 69, w którym układane jest ciągłe włókno szklane wzmocnionego elastomeru 70. Tylna porcja 68 utworzy ostrze spiralnych łopat, wzmocnione elastomerem z włóknem szklanym 70. Figura 18c ukazuje dodatkową warstwę poliuretanu 71 natryskaną na elastomer z włóknem szklanym 70, w ten sposób wykańczając profil łopaty. Dodatkowe tworzywo wzmacnia łopaty. W drugim etapie procesu nakładania sprayu głowica natryskowa 63 jest zmieniana tak by natryskiwać elastomer poliuretanowy wzdłuż normalnej do powierzchni formy zgodnie z pożądaną grubością. Dodatkowy poliuretan może być natryskiwany tam, gdzie dodatkowa grubość jest pożądana w obszarach wysokim zużyciu. Jeśli jest to pożądane, w jednym lub w obu etapach mogą być nakładane powłoki wielokrotne. Aby zapewnić utrzymanie profilu łopaty o stałym rdzeniu podczas drugiego etapu nakładania sprayu, wnęka utworzona przez spiralny rowek 64 jest pokrywana wkładem z poliuretanowej kształtki 72 co ukazano na figurze 18d. Warstwa poliuretanu 73 następnie jest natryskiwana na kształtkę 72, jak również na zewnątrz bębna 61. Następnie nakładana jest warstwa ciętego włókna szklanego 74. Figura 17e przedstawia etap wzmacniania i przygotowywania łopat, a figura 17f przedstawia etap nakładania powłoki poliuretanowej na zewnętrzną stronę bębna, po czym następuje wykończenie profilu łopat. Zgodnie z przykładem wykonania, jedna lub więcej dodatkowych warstw może być różnie barwiona, tworząc wskaźniki zużycia. Można zastosować biały pigment do warstwy powierzchniowej w celu czyszczenia i sprawdzania po użyciu. Poliuretan jest pozostawiony do zżelowania po czym natryskiwana jest warstwa substancji chemicznej na powierzchnię poliuretanową, jak przedstawiono na figurze 17g, aby zapewnić związanie następnej warstwy kompozytowej wzmocnionej włóknami. Środek spajający nakładany jest na resztę zewnętrznej powierzchni bębna, a na niego nakładana jest warstwa konstrukcyjna, którą korzystnie jest kompozyt wzmacniany włóknem, tworzący skorupę

PL 201 459 B1 konstrukcyjną. Pożądana jest sztywna skorupa i osiąga się to przez natryskiwany kompozyt żywicy oraz ciętego włókna szklanego, wykańczający warstwę konstrukcyjną. Natryśnięta żywica jest ręcznie walcowana, po czym następuje dociskanie jak ukazano na figurach 17i, j oraz k. Figury 17j oraz k ukazują zestaw dociskający 80 odpowiednio w otwartym i zamkniętym układzie. Forma i częściowo wykończony bęben z tworzyw sztucznych 68 ukazane są na figurze 17j. Zanim kompozyt żywicy i ciętych włókien szklanych zżeluje, forma jest umieszczana na bloku dociskającym 80, po czym ramiona 82 i 83 są zamykane wokół warstwy kompozytu. Po dociśnięciu forma może być nadmuchiwana, aby zapewnić pełny kontakt z warstwą kompozytową wzmocnioną włóknami. Forma 61 i bęben 81 są przetrzymywane przez cztery godziny, dopóki żywica nie jest wystarczająco utwardzona do następnego etapu.

Wykonanie pierścienia i nałożenie kołnierza ociekowego wykonywane są jak opisano uprzednio. Wewnętrzna forma jest w usuwana, jak opisano uprzednio i obejmuje to usunięcie kształtek 72.

Figura 18f ukazuje typowy profil łopatek 84 o stałym rdzeniu, opisanych powyżej. Łopaty spełniają wymogi wytrzymałościowe i wzmocnione są krzywymi profilu łopat przechodzących wzdłuż spirali wokół wykończonego wnętrza bębna. Korzystnym surowcem wykonania łopat o stałym rdzeniu będzie natryskiwany elastomer poliuretanowy SP85 (85 shore A). Korzystnym wzmocnieniem stałych łopat jest wysokorozciągliwy elastomer włókna szklanego CC60. Korzystnie rozciągliwe wzmocnienie jest ciągłe na długości łopat.

Figury 19a-p ukazują inny sposób wykonania bębna z tworzyw sztucznych, zawierający etap wtrysku formy. Liczba kroków według tego przykładu wykonania jest w rzeczywistości taka sama, jak odpowiadająca im liczba kroków opisanych w nawiązaniu do Figur 17a-o.

Metody te jednakże różnią się w związku z metodą wykonania spiralnych łopat. Figury 19a-e ukazują formę umocowaną na trzpieniu w zwykły sposób. Sposób wzmocnienia łopat przedstawiony na figurze 19e, jest ukazany dokładniej na figurach 20a-f. Głowica natryskowa (nie ukazana) podąża za obrysem spiralnego rowka 99 wokół formy 90 i pozostawia jednolitą warstwę poliuretanu 101 na obrysowanej podstawie 102 na dnie rowka 103. Jak zilustrowano na figurze 20a, warstwa 101 jest przed zastygnięciem układana przy pomocy wyprofilowanej głowicy układającej 103, co tworzy wybranie 104, w którym układany jest elastomer 105 ciągłego włókna szklanego, jak ukazano na figurze 20b. Warstwa 101 utworzy ostrze spiralnych łopat, które zostanie wzmocnione przez elastomer włókna szklanego 105 wzdłuż długości spiralnych łopat. Wzmacniający elastomer 105 jest przed zainstalowaniem umieszczany pod naciągiem w formie z żywicą. Figura 20c ukazuje włożoną w rowek 100 wkładkę poliuretanową 106, pozostawiającą przestrzeń miedzy wkładką a ścianą 107. Otrzymana w wyniku przestrzeń określa ostateczny profil kształtu łopaty o stałym rdzeniu. Jak ukazano na figurze 20d, klocki dystansujące 111 umieszczane są na powierzchni 112, formy 90, a na nich umieszczana jest zewnętrzna forma 108, jak ukazano na figurze 20e. Klocki dystansujące są korzystnie wykonane z poliuretanu, który jest tym samym tworzywem, jakie ma być wstrzykiwane w przestrzeń utworzoną przez wewnętrzną kształtkę formy 106 i zewnętrzną formę 108. Ten układ odpowiada krokom zilustrowanym na figurach 19f-h.

Forma 90 jest korzystnie umieszczona pionowo w celu wtryskowego formowania wewnętrznej warstwy bębna. Figura 19g ukazuje skorupę formy 108 w układzie otwartym, a figura 19h ukazuje skorupę formy 108 zamkniętą w celu wtryskowego formowania poliuretanowego elastomeru 109. Wtrysk utwardzalnej na zimno żywicy poliuretanowej do przestrzeni formy łączy się z wyciśniętym elastomerem i wklęsłą formą rozciągliwego elementu, tworząc resztę łopat i elastomerowe wnętrze mieszalnika betonu. Figura 19i ukazuje częściowo wykończony bęben 120 wewnątrz piaskownika 121, w którym strumień piasku jest nakierowywany na powierzchnię powłoki, aby przygotować ją w ten sposób, by była chemicznie podatna na związanie następnego etapu. Następny krok zawiera owijanie ciągłym włóknem wzmocnionej włóknem warstwy konstrukcyjnej. Układ do owijania, jak ukazano na figurze 19j, jest przygotowany do owijania zwilżonych żywicą pęczków włókna szklanego 122 dookoła obracającej się formy. Podczas gdy żywica jest jeszcze mokra, powleczona żelkotem forma zewnętrzna 123 jest zamykana wokół skorupy konstrukcyjnej, aby utworzyć zewnętrzną powierzchnię mieszalnika. Forma ta zawiera pierścień do wtrysku tworzywa, aby utworzyć pierścień 124. Następnie może być dopasowany pierścień okapowy 126. Forma 123 jest usuwana, aby odsłonić bęben, a wewnętrzna forma jest rozpuszczana, lub łamana w celu usunięcia. Napięcie nawijania może być rzędu 600 MPa. Figura 19j ukazuje bęben 120 zamontowany do obracania na sterowanej komputerowo maszynie owijającej, aby umożliwić owijanie pęczkami włókien szklanych 122. Aby otrzymać optymalne właściwości fizyczne konstrukcji z włókien ciągłych, włókna są ustawione liniowo w kierunku obciążeń jakimi

PL 201 459 B1 poddawany jest gotowy bęben podczas używania. Typowymi obciążeniami bębna są: zginanie osiowe pod ciężarem mokrego betonu, przyłożone obciążenie dynamiczne na napędowym końcu bębna, pochodzący od napędu moment skręcający i opory podparcia na wyładowczych wałkach czopowych. Wzornik owijający układa liniowo włókna pod kątem 10 stopni w połowie rozpiętości, aby przeciwstawiały się naprężeniom zginającym, zwiększając kąt i grubość ściany w kierunku końca wyładowczego, aby dostosować ją do przyłożonych obciążeń wałków. Pęczki włókna szklanego, które układają się na bębnie są ciągnięte przez kąpiel żywiczną i nakładane na powierzchnię bębna jako szeroka taśma składająca się z tysięcy naprężonych włókien. Kompozyt jest nakładany przez owijanie włókna ciągłego naokoło bębna na warstwie spajającej, tak aby utworzyć matrycę z włókna szklanego o właściwościach wytrzymałościowych wystarczająco wysokich, by przeciwstawić się normalnym obciążeniom roboczym przyłożonym podczas mieszania i transportu betonu. Warstwy owinięcia zachodzą na siebie, dopóki nie zostanie osiągnięta pożądana grubość. Powierzchnia bębna pokryta jest mokrą żywicą z mał ymi nieregularnoś ciami, które muszą być skierowane do przeprowadzenia zewnę trznego wykoń czenia. W wyniku takiej konstrukcji spiralne łopatki mieszające są lite i mają wysoką odporność na zginanie i ścinanie podczas mieszania. Wewnętrzna elastomerowa powierzchnia jest wysoce odporna na ścieranie przez beton, będąc jednakże bardziej miękka i lżejsza niż stalowy odpowiednik. Wyższa odporność na ścieranie jest umożliwiona przez naturalne, elastyczne odkształcanie elastomeru, które absorbuje energię kinetyczną cząstek betonu, bez żłobienia materiału powierzchni. W dodatku, z powodu właściwości wewnętrznej powierzchni, którą korzystnie będzie poliuretan, beton będzie raczej mieszany niż ślizgał się w warstwie przyściennej, zapewniając wydajne wymieszanie betonu w czasie mieszania i ograniczenie ścierania z powodu łagodnych krzywizn we wnętrzu bębna. W dalszym kroku warstwa konstrukcyjna jest wykańczana gładką, barwioną żywicą, która jest nakładana przy użyciu zaczepów podobnych do używanych do wykonania warstwy żywicznej. Figury 19k oraz 1 ukazują dwustopniowy proces nakładania żelkotu. Skorupa 123 jest większa od skorupy 108, by pomieścić dodatkową warstwę owinięcia. Jak pokazano na figurach 19m oraz n, bęben 120 jest wyposażony w pierścień usztywniający 124, który rozdziela obciążenia z wałków czopowych zawartych na pojeździe, na którym bęben ma być zamontowany. Etap zilustrowany na figurach 19k oraz 1 pozwala nałożyć w strukturę gotowego bębna znak korporacyjny albo inny charakterystyczny element odróżniający tak jak poprzednio opisano. Aby to osiągnąć na częściach 123a i 123b skorupy drukowany jest wybrany znak i natryskiwany jest podkład żelkotu. Po żelowaniu nakładana jest cienka warstwa wzmocnionego kompozytu i pozostawiana do zastygnięcia. Skorupy są przygotowane z wyprzedzeniem do operacji nałożenia owinięcia z włókna szklanego, gdy żywica jest jeszcze płynna, po czym skorupy są dociskane wokół owinięcia, w ten sposób wyciskając nadmiar żywicy. Zestaw form skorup jest umocowany pionowo i dwuskładnikowa mieszanka jest wtryskiwana do przestrzeni formy pierścienia. Figura 19m ukazuje ustawienie bębna 120 podczas tego etapu. Gdy żywica zżeluje, formy skorup są usuwane, trymowane jest owinięcie wyładowczego końca bębna i przyłączany do niego jest poliuretanowy kołnierz ociekowy 125. Etap końcowy obejmuje usunięcie pozostałości formy wewnątrz bębna, po czym następuje zamknięcie otworów po trzpieniu i kosmetyka wykańczająca. Trzpień jest usuwany, a do otworu dopasowywane jest złącze rurowe. Bęben jest ustawiony pionowo, jak zilustrowano na figurze 19o, a aceton rozpuszczający polistyren przepompowywany jest przez wnętrze, które jest dzięki temu czyste i umyte. Bęben jest następnie wykończany przez usunięcie wszelkich wypływek żywicy. Figura 20f ukazuje przekrój poprzeczny ukończonej łopaty 110, z usuniętą formą 90 i skorupą formy 108. Wolny koniec łopaty jest powiększony w stosunku do grubości łopaty, aby objąć wzmacniający element rozciągliwy w elastomerze i ochronić rozciągliwe włókna przed ścieraniem w czasie mieszania betonu. Łopaty o stałym rdzeniu mogą być użyte jako alternatywa dla pustych łopat uprzednio opisanych w nawiązaniu do figur 5 i 6. Ponieważ łopaty o stałym rdzeniu są w kształcie dwóch wprawianych w ruch spiral o zmiennym skoku, przyłożenie naprężenia do elementu wzmacniającego o wysokiej wytrzymałości będzie usiłowało przesunąć ten element wzdłuż osi mieszalnika. Ten ruch jest powstrzymywany przez naprężenie promieniowe w tworzywie łopat. Obciążenia betonu przyłożone do łopat podczas mieszania i wyładowywania będą wywoływać naprężenie elementu rozciągliwego we wnętrzu łopat, w ten sposób, że obciążenia betonu są przenoszone przez napięcie tylko składników mieszalnika. Ponieważ tworzywem łopat jest materiał o niskim współczynniku elastyczności, a łopata jest ograniczana przez element ułożony wzdłuż jej wewnętrznej krawędzi i przyłączenie do skorupy mieszalnika wzdłuż jej zewnętrznej krawędzi, obciążenia betonu będą wyginać łopatę w powierzchnię o kształcie żagla, wydrążoną tak, aby obejmować beton. Efekt ten jest uwydatniany przez wykrzywianie wewnętrznej krawędzi łopaty w kierunku ruchu betonu, ku zamkniętemu końcowi w strefie

PL 201 459 B1 mieszania i ku otwartemu końcowi w strefie wyładowywania betonu. Korzystnie element rozciągliwy utworzony jest z ciągłych włókien, takich jak szkło, węgiel i aramid, wzmacniających formę z żywic takich, jak poliuretan, żywica epoksydowa, poliester lub ester winylu. Włókna są umieszczane pod lekkim napięciem w procesie produkcji, tak że są jednakowo obciążone aby dać maksimum siły. Odwołanie w opisie do łopat obejmuje odwołanie do pojedynczej spiralnej łopaty wzdłuż długości bębna, dwóch spiral łopat, układu wielu spiral, skrzydeł, mieszadeł i wszelkich elementów odpowiednich do wewnętrznego mieszania betonu. Elastomer poliuretanowy jest kształtowany na zewnętrznej stronie sztywnych form. Ponieważ bęben jest naczyniem w kształcie kolby, o wylocie mniejszym od maksymalnej średnicy, zgodnie z jednym z przykładów wykonania, metoda formowania wymaga oddzielnych form, które mogą być wycofane w kierunku maksymalnej średnicy. W tym przypadku formy muszą być połączone, co powoduje wzrost kosztów produkcji. W innym przykładzie wykonania bębna jednorazowa sztywna forma ze spienionego tworzywa sztucznego, kształtowana jest w zewnętrzną formę. Mieszalnik z kompozytu jest następnie tworzony wokół zewnętrznej powierzchni tej formy, która następnie jest niszczona lub rozpuszczana w celu usunięcia jej z bębna, jak opisano uprzednio. Na napędowym końcu bębna umieszczony jest stalowy pierścień, który jest wformowywany w strukturę bębna i dopasowany do urządzenia napędzającego. Układ ten przeciwstawi się obrotom pierścienia względem wzmacnianego włóknami bębna pod przyłożonym momentem skręcającym. Bęben zawiera również pierścień torowy przenoszący ciężar zbiornika na wałki podtrzymujące, wykonany z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem, ukształtowanego łącznie ze skorupą konstrukcyjną zbiornika. Spodziewane jest, że bęben z tworzyw sztucznych będzie żył dłużej niż jego stalowy odpowiednik, w tych samych warunkach roboczych, przez ponad 10 lat. Wytrzymałość ścian będzie rzędu 600 MPa, przy grubości około 8 mm, obejmującej około 2 - 8 mm poliuretanu i 2 - 8 mm owinięcia z włókna szklanego. Według możliwego przykładu wykonania warstwy elastomeru mogą być wykonane w kontrastujących barwach, aby umożliwić wykrywanie punktów zużycia.

Dalsza zaleta użycia tworzyw sztucznych do bębnów mieszających leży we właściwościach cieplnych tych tworzyw. Przy mieszaniu betonu niepożądane jest gorąco, ponieważ przyśpiesza uwodnianie, ograniczając użytkową przydatność betonu, która jest zasadniczą właściwością, pożądaną natychmiast po zmieszaniu składników betonu. W klimatach bardzo gorących konwencjonalne stalowe bębny mieszające zamontowane na pojazdach przewodzą wysokie ilości ciepła, co z powodu kontaktu z bardzo rozgrzaną ściana bębna wywołuje wzrost ciepła przyściennej warstwy betonu powodując niepożądane przyśpieszenie uwodniania. Zjawiska tego trudno umknąć przy stalowych bębnach, ponieważ przewodność stali wywołuje wysoką przewodność transferu ciepła z zewnętrznej warstwy bębna do jego wewnętrznej ściany, która normalnie jest w kontakcie z betonem. W niektórych gorących klimatach, usiłuje się zatrzymać wzrost temperatury wewnątrz bębna w ten sposób, że do stalowego bębna wkładany jest lód. Ponieważ uwodnianie betonu jest reakcją egzotermiczną, wrażliwe jest na zewnętrzne temperatury. W związku z tym pożądane jest aby temperatura betonu pozostawała możliwie niska, aby zapewnić zadowalający poziom przydatności użytkowej i opóźnić uwodnianie. Stalowe bębny rozgrzewają się znacząco i przewodzą ciepło poprzez grubość swoich ścian, czyniąc beton podatnym na uszkodzenia przez kaprysy zmian temperatury. Przegrzanie mieszanki betonowej stanowi problem, którego należy uniknąć i pozostaje w związku z przedstawionym sposobem produkcji bębna z tworzyw sztucznych, który ma zastąpić konwencjonalne bębny stalowe, skutkując ograniczeniem niepożądanego efektu wysokiej przewodności cieplnej typowej dla stalowych bębnów. Bęben z tworzyw sztucznych pozwala betonowi pozostać zdolnym do pracy wewnątrz bębna przez dłuższy okres w porównaniu z betonem w stalowym bębnie mieszającym w tych samych warunkach temperatury zewnętrznej i transportu betonu. Konstrukcyjna skorupa zewnętrzna jest znacząco wzmocniona przez proces owijania włóknem ciągłym, który tworzy konstrukcję wiele razy silniejszą i sztywniejszą od kompozytów z przypadkowo ułożonymi włóknami. Na napędowym końcu bębna umieszczony jest stalowy pierścień, który jest wformowywany w strukturę bębna i dopasowany do urządzenia napędzającego. Układ ten przeciwstawi się obrotom pierścienia względem wzmacnianego włóknami bębna pod przyłożonym momentem skręcającym. Pierścień torowy przenosi ciężar zbiornika na wałki podtrzymujące i wykonany jest z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem, ukształtowanego łącznie ze skorupą konstrukcyjną zbiornika. Osoba obeznana ze stanem techniki zauważy, że wiele odmian i modyfikacji może być wykonanych w wynalazku, co szeroko tutaj zostało opisane, bez odstępstw od ogólnego ducha i zakresu niniejszego wynalazku.

PL 201 459 B1

Claims (63)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Montowany na pojazdach bęben z tworzyw sztucznych do mieszania betonu; bęben ten zawiera spiralne łopaty, pierwszy koniec sprzęgający, napędzany silnikiem pojazdu układ napędowy, który obraca bęben w celu mieszania betonu i drugi koniec, przez który mieszany beton jest wyładowywany, znamienny tym, że bęben (8) wykonany jest z co najmniej jednej warstwy tworzywa sztucznego; bęben zawiera ścianę posiadającą zintegrowane wewnętrzne ukształtowanie wspomagające mieszanie i wyładowywanie betonu, zintegrowane wewnętrzne ukształtowanie zawiera spiralne łopaty (24) wystające z warstwy wewnętrznej oraz wewnętrzną powierzchnię (20) z tworzywa elastomerowego wspomagającą mieszanie betonu i zewnętrzną warstwę konstrukcyjną (26), a waga napełnionego bębna jest taka, że całkowita waga napełnionego bębna według wynalazku wraz z zawartością jest niższa niż waga napełnionego bębna stalowego (1) o równoważnym rozmiarze.
2. 2. Montowany na pojazdach bęben według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa wewnętrzna zawiera elastomer poliuretanowy.
3. 3. Montowany na pojazdach bęben według zastrz. 2, znamienny tym, że zewnętrzna warstwa konstrukcyjna (26) zawiera wzmocniony włóknami kompozyt na zewnątrz, przy czym kompozyt ten stanowi owinięcie z ciągłego włókna szklanego (70), a wytrzymałość warstwy konstrukcyjnej bębna wynosi ok. 600 MPa, przy grubości ściany bębna ok. 8 mm.
4. 4. Montowany na pojazdach bęben według zastrz. 3, znamienny tym, że ściana (56) zawiera pomiędzy warstwą wewnętrzną (20), a zewnętrzną warstwą konstrukcyjną (26) warstwę spajającą (25), a warstwa (20) zapewnia odporność na zużycie i wspomaga mieszanie.
5. 5. Montowany na pojazdach bęben z tworzyw sztucznych do mieszania betonu według zastrz. 4, znamienny tym, że zintegrowane spiralne łopaty (24) mają zmienny rozmiar skoku od 0,5 m do 2 m.
6. 6. Montowany na pojazdach bęben według zastrz. 5, znamienny tym, że warstwa poliuretanowa ma grubość ok. 2 do 8 mm, a owinięcie ciągłym włóknem szklanym (70) jest utworzone z warstwy o grubości ok. 2 - 8 mm.
7. 7. Montowany na pojazdach bęben według zastrz. 6, znamienny tym, że łopaty (24) utworzone są z tworzywa elastomerowego i wyznaczają kontury pustej wewnętrznej komory w każdej spiralnej łopacie (24), a łopaty (24) zawierają warstwę spajającą (21) przylegającą do wewnętrznej warstwy poliuretanowej (20) oraz warstwę konstrukcyjną (22) przylegającą do warstwy spajającej (21).
8. 8. Montowany na pojazdach bęben według zastrz. 7, znamienny tym, że spiralne łopaty (24) zawierają wzmocniony włóknami element naprężający umieszczony we wnęce (23) na zewnątrz warstwy konstrukcyjnej, wzdłuż długości łopat (24).
9. 9. Montowany na pojazdach bęben, według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, zawierający na jednym końcu otwór do wyładowywania betonu mieszanego w bębnie, a na drugim końcu środki do przyłączania zespołu napędowego, który obraca bęben w celu mieszania i wyładowywania betonu, zawierający zintegrowane łopaty i które wystają z wewnętrznej powierzchni ściany bębna i tworzą spiralę Archimedesa, ułożoną tak, że gdy bęben jest obracany w jednym kierunku zawarty w nim beton jest mieszany, a gdy bęben jest obracany w drugim kierunku beton jest wyładowywany z bębna, znamienny tym, że bęben zawiera ścianę (56) z warstw tworzyw sztucznych wykonaną przy użyciu co najmniej jednej podstawowej formy, a wewnętrzna powierzchnia bębna (8) utworzona jest z elastomeru który wspomaga mieszanie betonu w granicznej warstwie beton/bęben (55), a waga napełnionego bębna (8) z zawartością jest mniejsza niż napełnionego bębna stalowego (1) o równoważnej objętości.
10. 10. Montowany na pojazdach bęben według zastrz. 9, znamienny tym, że ściana bębna (56) zawiera wewnętrzną warstwę elastomeru, pośrednią chemiczną warstwę spajającą i zewnętrzną warstwę kompozytu żywicy i wysokowytrzymałego wzmocnienia owijanym włóknem.
11. 11. Montowany na pojazdach bęben według zastrz. 1-10 posiadający otwór na jednym końcu do wyładowywania z niego betonu, a na drugim końcu środki do przyłączania zespołu napędowego do obracania bębna w celu mieszania i wyładowywania betonu, bęben ponadto zawiera odłączalne lub zintegrowane łopaty, które wystają do wewnątrz ze ściany bębna, tworząc spiralę Archimedesa, ułożoną tak, że gdy bęben jest obracany w jednym kierunku zawarty w nim beton jest mieszany, a gdy bęben obracany jest w drugim kierunku zawartość jest wyładowywana z bębna, znamienny tym, że bęben wykonany jest z trzech form (10), (11), (12) i zawiera pierwsze w tworzywo sztuczne takie jak włókno szklane (70) tworzące zewnętrzną powierzchnię bębna (8) i drugie tworzywo sztuczne, takie jak elastomer poliuretanowy lub podobny, tworzące wewnętrzną powierzchnię bębna (8); powierzchnie

    PL 201 459 B1 wewnętrzna i zewnętrzna tworzą razem ścianę bębna (56), a wewnętrzna poliuretanowa powierzchnia bębna zapewnia odporność na zażycie i wspomaga mieszanie zawartego w przyściennej warstwie betonu oraz że waga napełnionego bębna (8) jest taka, że całkowita waga bębna (8) i zawartości jest mniejsza niż napełnionego bębna stalowego (1) o równoważnych, bądź mniejszych rozmiarach.
12. 12. Montowany na pojazdach bęben według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwy są barwione jako wskaźniki zużycia.
13. 13. Montowany na pojazdach bęben według zastrz. 1-12, znamienny tym, że łopaty (24) mają stały rdzeń wzdłuż całej długości łopat (24).
14. 14. Montowany na pojazdach bęben według zastrz. 13, znamienny tym, że łopaty (24) o stałym rdzeniu zawierają ponadto osadzony w nich elastomer (105) wzmocniony ciągłym włóknem szklanym, umieszczony wzdłuż długości łopat (24).
15. 15. Sposób wykonania montowanego na pojazdach bębna według zastrzeżeń 1-14 zawierający następujące kroki:

    a) Przygotowanie formy mającej powierzchnię określającą wewnętrzny profil bębna, która zawiera ścianę, posiadającą wgłębienia, które stanowią część formy dla ciągłych spiralnych mieszających łopat zawartych w bębnie,

    b) Nałożenie środka antyadhezyjnego na zewnętrzną powierzchnię formy,

    c) Nałożenie warstwy spajającej na warstwę tworzywa sztucznego

    d) Nałożenie wzmocnionej włóknem warstwy kompozytowej na warstwę spajającą;

    e) Usuniecie formy z wnętrza bębna, że zawiera dodatkowy krok w którym nakłada się na środek antyadhezyjny warstwy tworzywa sztucznego w postaci cieczy i pozwala warstwie tworzywa sztucznego zastygnąć na formie tak, aby utworzyć pierwszą warstwę ściany bębna (8).
16. 16. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że zawiera dodatkowy krok umieszczania wzmocnionego włóknem elementu wzdłuż wklęsłego wierzchołka (23) łopat (24) mieszających.
17. 17. Sposób według zastrz. 16, znamienny tym, że zawiera przed nałożeniem wzmocnionej włóknem warstwy kompozytowej dodatkowy krok przeniesienia bębna utworzonego na formie do piaskownika (32), w którym strumień piasku jest nakierowywany na bęben (8), aby przygotować zewnętrzną powierzchnię bębna do przyjęcia warstwy zewnętrznej przy pomocy środka spajającego.
18. 18. Sposób według zastrz. 17, znamienny tym, że bęben (8) wykonany jest z trzech uformowanych części (13), (14) i (15), z których dwie zawierają końcowe części bębna (8), a trzecia zawiera centralną część (14) do umieszczenia pomiędzy częściami końcowymi (13) i (15).
19. 19. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że każda część formy ma ukształtowanie, które dodaje do części bębna tworzonej przez tę część formy, część spirali wystającą do wewnątrz bębna z jego ściany, w ten sposób, że gdy części bębna są złączone razem tworzy się wewnętrzna spirala Archimedesa, formy są ukształtowane w ten sposób, że gdy części bębna utworzone z form są połączone, wewnętrzna spirala Archimedesa, używana zarówno do mieszania jak i wyładowywania betonu, jest ukształtowana.
20. 20. Sposób według zastrz. 19, znamienny tym, że zewnętrzne powierzchnie formy są przygotowane przy pomocy środka antyadhezyjnego tak, aby elastomer mógł być oddzielony po utwardzeniu.
21. 21. Sposób według zastrz. 20, znamienny tym, że elastomerem jest poliuretan i ma właściwości powierzchni, które ograniczają ścieranie powierzchniowe wewnętrznej powierzchni bębna (8), a wspomagają mieszanie betonu.
22. 22. Sposób według zastrz. 21, znamienny tym, że wewnętrzna warstwa jest utworzona przez elastomer poliuretanowy natryśnięty na części formy.
23. 23. Sposób według zastrz. 22, znamienny tym, że wewnętrzna warstwa bębna (8) przygotowana jest w dwóch krokach, z których pierwszy obejmuje nałożenie elastomeru poliuretanowego do spiralnych rowków (64) utworzonych w połączonych częściach formy, a drugi obejmuje nałożenie elastomeru poliuretanowego na resztę powierzchni formy.
24. 24. Sposób według zastrz. 23, znamienny tym, że pierwszy krok jest wykonywany przy użyciu pierwszej głowicy natryskowej (18), która przechodzi po torze ustawionym w linii spiralnego rowka (64) w czasie obrotów trzpienia (62), w ten sposób nakładając jednolity rozkład wewnętrznej warstwy bębna (8).
25. 25. Sposób według zastrz. 24, znamienny tym, że drugi krok jest wykonywany przy użyciu drugiej głowicy natryskowej (63) , która przechodzi po torze ustawiona wzdłuż normalnej do powierzchni formy.
26. 26. Sposób według zastrz. 25, znamienny tym, że warstwa spajająca jest natryskiwana na powierzchnię elastomeru poliuretanowego po zżelowaniu powierzchni elastomeru poliuretanowego.

    PL 201 459 B1
27. 27. Sposób według zastrz. 26, znamienny tym, że zawiera dodatkowy krok zanurzania w kąpieli żywicznej ciętego włókna szklanego (74) będącego składnikiem kompozytu i nawijania tego składnika do rowków (64), aby wzmocnić wierzchołek spiralnego rowka.
28. 28. Sposób według zastrz. 27, znamienny tym, że zawiera dodatkowy krok mostkowania spiralnego rowka (64) wzmocnionym włóknem kompozytem żywicy i ciętych włókien szklanych (74) i nakładania kompozytu na powierzchnię warstwy spajającej ręcznego walcowania włókien i dociskania wokół zewnętrznej powierzchni formy przed zastygnięciem żywicy i ciętych włókien szklanych (74).
29. 29. Sposób według zastrz. 28, znamienny tym, że zawiera dodatkowy krok nadmuchiwania formy i wewnętrznej warstwy poliuretanowej, aby zapewnić dokładne przyleganie i spajanie z wzmocnionym włóknem kompozytem.
30. 30. Sposób według zastrz. 29, znamienny tym, że zawiera dodatkowy krok zezwolenia żywicy kompozytu na stwardnienie we wstępnie określonym czasie.
31. 31. Sposób według zastrz. 30, znamienny tym, że zawiera dodatkowy w krok piaskowania wzmocnionego włóknem kompozytu przed nałożeniem zewnętrznej warstwy konstrukcyjnej.
32. 32. Sposób według zastrz. 31, znamienny tym, że zawiera dodatkowy krok owijania wzmocnionego włóknem kompozytu dookoła bębna, aby utworzyć warstwę konstrukcyjną.
33. 33. Sposób według zastrz. 32, znamienny tym, że ciągłe włókno (70) wzmocnionego włóknem kompozytu jest owijane dookoła i wzdłuż bębna pod kątem 10 stopni lub większym i do wstępnie określonej grubości.
34. 34. Sposób według zastrz. 33, znamienny tym, że zawiera dodatkowe kroki:

    a. Przygotowanie drukowanej warstwy na skorupie i pokrywanie warstwy żelkotem

    b. Nałożenie na żelkot cienkiej warstwy wzmocnionego włóknem kompozytu, po czym gdy żywica kompozytu jest wciąż płynna skorupa jest zaciskana na bębnie, dopóki nadmiar żywicy nie jest wyciśnięty ze skorupy.
35. 35. Sposób według zastrz. 34, znamienny tym, że zawiera dodatkowy krok wtryskiwania mieszaniny do skorupy formy, aby utworzyć pierścień (9) usztywniający w miejscu obciążeń przyłożonych przez wałki podtrzymujące bęben.
36. 36. Sposób według zastrz. 35, znamienny tym, że zawiera dodatkowy krok napełniania formy polistyrenowej substancją chemiczną, która rozpuszcza polistyren umożliwiając usunięcie formy z bębna (8).
37. 37. Sposób według zastrz. 36, znamienny tym, że pierwszy i/lub drugi krok zastosowany przy nakładaniu warstwy wewnętrznej są powtarzane przynajmniej raz.
38. 38. Sposób według zastrz. 37, znamienny tym, że są trzy części formy, które złączone razem zawierają spiralną ślimacznicę.
39. 39. Sposób według zastrz. 38, znamienny tym, że profil łopat (24) na swoim wolnym końcu zawiera załamanie tworzące rowek (64), w którym umieszczany jest wzmocniony włóknem szklanym ciągły elastomer, który wzmacnia łopaty (24) wzdłuż ich długości.
40. 40. Sposób według zastrz. 39, znamienny tym, że zawiera dodatkowy krok natryskiwania dodatkowego poliuretanu na wzmocniony włóknem szklanym elastomer, tak, aby osadzić elastomer w poliuretanie.
41. 41. Sposób według zastrz. 40, znamienny tym, że zawiera dodatkowy w krok przeniesienia bębna (8) utworzonego na formie do piaskownika, w którym strumień piasku jest nakierowywany na bęben (8), aby przygotować zewnętrzną powierzchnię bębna (8) przy pomocy środka spajającego do przyjęcia warstwy zewnętrznej przy pomocy środka spajającego, przed nałożeniem warstwy wzmocnionego włóknem kompozytu.
42. 42. Sposób według zastrz. 41, znamienny tym, że bęben (8) wykonywany jest w trzech częściach (13), (14) i (15), z których dwie zawierają końcowe części bębna, a trzecia zawiera centralną część do umieszczenia pomiędzy częściami końcowymi.
43. 43. Sposób według zastrz. 42, znamienny tym, że każda część formy ma ukształtowanie, które dodaje do części bębna (8) wewnętrzną spiralę Archimedesa, używaną zarówno do mieszania jak i wyładowywania betonu z bębna (8).
44. 44. Sposób według zastrz. 43, znamienny tym, że zawiera dodatkowy krok umieszczenia wkładki (106) formy na wgłębieniu i natryskiwania elastomeru poliuretanowego na wkładkę (106) i na zewnętrzną powierzchnię formy, aby utworzyć ciągłą warstwę poliuretanu.
45. 45. Sposób według zastrzeżenia 44, znamienny tym, że zawiera przed natryskiwaniem poliuretanu dodatkowy krok nakładania środka antyadhezyjnego, tak, że warstwa poliuretanowa może być oddzielona od formy.

    PL 201 459 B1
46. 46. Sposób według zastrz. 45, znamienny tym, że części formy są montowane na trzpieniu (62) i obracane podczas nakładania wewnętrznej warstwy bębna.
47. 47. Sposób według zastrz. 46, znamienny tym, że wewnętrzna warstwa bębna (8) przygotowywana jest w dwóch krokach, z których pierwszy obejmuje nałożenie elastomeru poliuretanowego na ściany w spiralnych rowków (64) utworzonych w częściach formy, a drugi obejmuje nałożenie elastomeru poliuretanowego na resztę powierzchni formy.
48. 48. Sposób według zastrz. 47, znamienny tym, że poliuretan nakładany jest przy użyciu głowicy natryskowej (18), która przechodzi po torze ustawionym w linii spiralnego wgłębienia w czasie obrotów trzpienia (62), w ten sposób nakładając jednolity rozkład poliuretanu wzdłuż ścian wgłębienia.
49. 49. Sposób według zastrz. 48, znamienny tym, że drugi krok jest wykonywany przy użyciu drugiej głowicy natryskowej (63), która przechodzi po torze, ustawiona wzdłuż normalnej do powierzchni formy.
50. 50. Sposób według zastrz. 49, znamienny tym, że zawiera dodatkowy krok nadmuchiwania formy i wewnętrznej warstwy poliuretanowej, aby zapewnić dokładne przyleganie i spajanie z wzmocnionym włóknem kompozytem.
51. 51. Sposób według zastrz. 50, znamienny tym, że zawiera dodatkowy krok zezwolenia żywicy kompozytu na stwardnienie we wstępnie określonym czasie.
52. 52. Sposób według zastrz. 50, znamienny tym, że zawiera dodatkowy krok wtryskiwania mieszaniny do skorupy formy aby utworzyć pierścień usztywniający w miejscu obciążeń przyłożonych przez wałki podtrzymujące bęben (8).
53. 53. Sposób według zastrz. 16, znamienny tym, że zawiera dodatkowe kroki utworzenia warstwy poliuretanu we wgłębieniu, które tworzą spiralne łopaty (24), układanie warstwy, aby utworzyć w niej rowek (63) i umieszczanie w warstwie elastomeru wzmocnionego ciągłym włóknem szklanym, aby wzmocnić łopaty (24) wzdłuż ich długości.
54. 54. Sposób według zastrz. 53, znamienny tym, że zawiera dodatkowy w krok wkładania poliuretanowej wkładki (106) we wgłębienie, tak, że tworzona jest przestrzeń posiadająca profil łopaty (24).
55. 55. Sposób według zastrz. 54, znamienny tym, że zawiera dodatkowy krok zastygania zewnętrznej formy we wstępnie określonym odstępie od formy bębna (8) i wstrzykiwania do zewnętrznej formy poliuretanu, który wypełnia przestrzeń ograniczoną przez wewnętrzną formę i odstęp pomiędzy formą bębna (8), a zewnętrzną formą.
56. 56. Sposób według zastrz. 55, znamienny tym, że przestrzeń ograniczona przez miękką wkładkę po wypełnieniu tworzy profil łopaty (24) o stałym rdzeniu.
57. 57. Sposób według zastrz. 56, znamienny tym, że każda część formy ma ukształtowanie, które dodaje do części bębna (8) wewnętrzną spiralę Archimedesa, używaną zarówno do mieszania jak i wyładowywania betonu z bębna (8).
58. 58. Sposób według zastrz. 57, znamienny tym, że wewnętrzna warstwa bębna (8) przygotowywana jest w dwóch krokach, z których pierwszy obejmuje nałożenie warstwy elastomeru poliuretanowego na ścianę spiralnych rowków (64) utworzonych w częściach formy, a drugi obejmuje nałożenie elastomeru poliuretanowego na resztę powierzchni formy przez formowanie wtryskowe.
59. 59. Sposób według zastrz. 58, znamienny tym, że poliuretan nakładany jest przy użyciu głowicy natryskowej (18), która przechodzi po torze ustawionym w linii spiralnego wgłębienia w czasie obrotów trzpienia (62), w ten sposób nakładając jednolity rozkład poliuretanu wzdłuż wgłębienia.
60. 60. Sposób według zastrz. 59, znamienny tym, że zawiera dodatkowy krok zezwolenia żywicy kompozytu na stwardnienie we wstępnie określonym czasie.
61. 61. Sposób według zastrz. 60, znamienny tym, że zawiera dodatkowy krok wtryskiwania mieszaniny do skorupy formy aby utworzyć pierścień usztywniający w miejscu obciążeń przyłożonych przez wałki podtrzymujące bęben.
62. 62. Sposób według zastrz. 16, znamienny tym, że zawiera dodatkowy krok natryskiwania ściany wgłębienia poliuretanem do wstępnie określonej grubości wzdłuż tej ściany, tworząc profil łopat (24) zakończony wolnym końcem.
63. 63. Sposób według zastrz. 62, znamienny tym, że warstwy bębna (8) są barwione jako wskaźniki zużycia.