DE2433403B2 - Vorrichtung zum selbsttätigen Regeln der Zugabe von Betonverflüssigern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selbsttätigen Regeln der Zugabe von Betonverflüssigern mit ^Μ abbindeverzögernrie!· Wirkung zu in einem Betonmischer befindlichen Beton, bei der der Drehmomentbedarf des hydraulisch betriebenen Mi^ehermotors gemessen und in Abhängigkeit von dem Meßergebnis ein Pumpenmotor für die Substanzzugt-..a elektrisch gesteuert wird.

Durch die US-PS 37 88 868 ist es bekannt, daß fertig gemischter Beton durch schubweise Zugabe von abbindeverzögernden Substanzen über lange Zeiträume fließfähig gehalten werden kann. Wenn jedoch diese Methode beim Transport von fertig gemischtem Beton in auf Lastwagen angeordneten Betonmischern erfolgen soll, so ergeben sich Schwierigkeiten. Zwar können auf der Basis der Menge des Betons gewisse Vorausberechnungen über die Größe der erforderlichen Zusatzmittelschübe angestellt werden, jedoch ist es kaum möglich, Voraussagen über die Zeitintervalle zu machen, in welchen diese Schübe erforderlich sind, weil das Abbindeverhalten des Betons nicht nur von seiner Qualität und Zusammensetzung sondern auch von Umwelteinflüssen, insbesondere der Temperatur, abhängt. Es ist dabei aber auch nicht möglich, daß der Fahrer des Lastwagens fortlaufend die Konsistenz des Betons überprüft.

Nun ist es aus der DE-AS 16 83 778 bekannt, die Konsittenzänderungen von fertig gemischtem Beton elektrisch festzustellen, und zwar auf der Grundlage von Drehmomentänderungen des Mischermotors. Dabei wird dann Wasser zugeführt, wenn die Drehmomentänderung einen vorbestimmten Wert überschreitet. Eine Übertragung dieser Methode auf die schubweise Zuführung von abbindeverzögernden Substanzen zu Beton, der sich in einem Fahrzeug-Betonmischer befindet, führt jedoch zu Problemen, auch wenn die Zeitspanne zwischen den einzelnen Zuführschüben automatisch geregelt werden kann. Ein Problem ergibt sich daraus, daß die Zuführmengen an abbindeverzögernder Substanz sehr klein sind im Vergleich mit den Wasserzuführungen nach der DE-AS 16 83 788, mit der Folge, daß es eine bestimmte Zeitspanne dauert, bis die Substanz sich in der beträchtlichen Betonmenge verteilt und diese wieder flüssiger gemacht hat; dabei besteht dann aber die Gefahr, daß vor Beendigung des Verteilungsvorganges die Zugabevorrichtung für die Substanz bereits erneut in Tätigkeit tritt und auf diese Weise zu viel abbindeverzögernde Substanz in den Beton gelangt.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Regelvorrichtung für die Zuführung abbindeverzögernder Substanzen im Beton zu schaffen die völlig sicher arbeitet und weder durch kurzfristige, schwingungsartige Drehmomentenänderungen noch durch die vergleichsweise langsame Verteilungsgeschwindigkeit der Substanz in der Betonmasse zu Fehlregelungen veranlaßt wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Hauptanspruch gekennzeichnete Vorrichtung gelöst.

Dabei wird durch die Dämpfungsdüse verhindert, daß durch kurzfristige, schwingungsartige Drehmomentänderungen, die Zugabeeinrichtung für die abbindeverzögernde Substanz in Tätigkeit gesetzt wird. Der Zeitgeber verhindert, daß die Zugabevorrichtung wieder in Tätigkeit tritt, bevor sich die Substanz im Beton verteilt hat, auch wenn während dieser Zeitspanne vom Dru kmesser ein zu hohes Drehmoment des Mischermotors festgestellt wird.

Gemäß der Erfindung können die Zusatzmittel automatisch in den Beton schubweise eingegeben werden, ohne daß irgendein Tätigwerden der Fahrer der Transportmischer notwendig ist, um den Absetzungswert in einem bestimmten Bereich für eine lange Zeitdauer zu halten, womit größere Transportentfernungen möglich sind, ohne daß die Qualität des Betons beeinträchtigt wird.

Auf der Zeichnung sind Ausführungsformen Vorrichtung nach der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 eine Außenansicht eines Steuergerätes für eine schubweise Zusatzmittel-Beschickung fertig gemischten Betons in Transportmischern,

F i g. 2 ein Schaltbild eines Beispieles der Steuerschaltung,

Fig.3 ein Schaltbild eines in der Steuerschaltung verwendeten Zeitgebers,

Fig.4 und 5 Ausführungsformen von Sonden für die Umwandlung des Arbeitsflüssigkeitsdruekes der Mischer in einen elektrischen Widerstandswert.

In Fig. 1 ist die Außenansicht eines Eleispicls eines Steuergerätes 10 für eine schubweise Beschickung von Zusatzmitteln gemäß der Erfindung dargestellt, das einen elektrischen Versorgungsschalter 11, Sicherungen 12 und 13, einen Umschalter 14 und einen Druckknopf-Schalter 15 für einen eine Pumpe zur Zusatzmittclbeschickung antreibenden Motor 33 (Fig. 2) aufweist. Desweiteren sind an dem Gerät vorgesehen: eine Motorzeiteinstellung 16 für die Arbeitszeit des Motors, 33 eine Zyklus-Zeiteinstellung 17 zum Einstellen der Intervalle zwischen Stoppzeit des Motors 33 und seinem Wiederstart, ein Anzeigegerät 20, in welchen ein Absetz-Geber 18 zum vorherigen Einstellen des zu erwartenden Absetzungswertes des fertig gemischten Betons und eine Absetzungs-Einstellnadel 19 vorgesehen sind, eine Nullpunkt-Einstellung 22 für die Strommeß-Nadd 21 dieses Kontrollmeßinstrumentes 20, ein Spannungsmesser 23, Warnlampen 24 und 25 für die Anzeige des Zustandes des elektrischen Versor-

gungsschalter 11 bzw. des Motors 33 der Pumpe für die Zusatzmittel-Beschickung, sowie eine weitere Warnlampe 26 für eine Anzeige darüber, ob der Motor 33 den nächsten Steuerzyklus gestartet hat oder nicht.

Fig.2 zeigt ein Beispiel eines Steuerkreises des Steuergerätes 10 für eine schubweise Beschickung der Zusatzmittel. Seine Stromversorgung erhält das Steuergerät 10 beispielsweise von den Batterien des Transportmischers, über eine Klemme 27. Wie aus der Fig.2 zu sehen ist, besteht der Steuerkreis aus einem Schaltkreis 28, einem Spannungsstabilisierkreis 29, einem Kontrollmeßkreis30, einem Zählerrelais-Kreis 31 und einem Zeitgeberkreis 3Z Alle die in F i g. 1 dargestellten Elemente sind in diesen Kreisen enthalten. In F i g. 2 werden sie durch gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1 wiedergegeben.

Der Schaltkreis 28 weist den elektrischen Versorgungsschaher 11, die Sicherungen 12 und 13, den Umschalter 14. den Druckknopfschalter 15 und die Warnlampe 24, 25 und 26 auf. Der elektrische Versorgungsschalter 11 bringt das Steuergerät 10 zur schubweisen Beschickung der Zusatzmittel in Betriebs stellung, sobald er geschloßen wird, wobei dies durch das Aufleuchten der Warnlampe 24 angezeigt wird. Während des Betriebes ist der Umschalter 14 dauernd geschlossen, so daß der Kreis des Motors 33, der die Pumpe für die Zusatzmittei-Beschickung antreibt, in Tätigkeit gehalten werden kann. Wenn dieser jedoch geöffnet wird, wird der Motor 33 unabhängig vom Betrieb angehalten. Andererseits wird, wenn der Druckknopf-Schalter 15 geschlossen ist, daß Relais 34 aktiviert, wodurch der Relaiskontakt 34a für eine Betätigung des Motors 33 geschlossen wird, womit die Möglichkeit geschaffen wird, die Zusatzmittel unabhängig von der Steuerung durch Hand zu beschicken. Wenn der Motor 33 in Betrieb ist, leuchtet die Warnlampe 25 und zeigt an, daß die Zusatzmittel-Beschickung in Betrieb ist.

Wenn als elektrische Stromquelle die auf dem Transportmischer angeordneten Batterien verwendet werden, kann die Spannung entsprechend ihrem Ladungszyklus variieren, womit eine Schwierigkeit darin auftritt, daß Steuergerät 10 für eine schubweise Beschickung der Zusatzmittel gleichmäßig zu betreiben. Zu diesem Zweck ist der Spannungstabilisierkreis 29 vorgesehen, der die Spannung automatisch und unabhängig von den Schwankungen der Batteriespannungen konstant hält. Der Spannungsstabilisierkreis 29 teilt nämlich mit den Widerständen 35 und 36 die Ausgangsspannung auf L",d vergleicht die geteilte Spannung mit dem Bezugsnormal dadurch, daß sie zu einem Kons;ant-Spannungse!ement 37 zurückgeführt wird; so hält der Spannungsstabilisierungs-Kreis 29 die Ausgangsspannung durch Steuerung eines Transistors 38 entsprechend der Abweichung vom Bezugsnormal konstant, unabhängig von der Veränderung der Eingangsspannung.

Kondensatoren 39 und 40 sind in diesem Spannungsstabilisierungs-Kreis 29 zur Unterdrückung von Hochfrequenz-Spannungen aus sowohl der Ausgangsspannung als auch der Rückkopplungsspannung vorgesehen.

Der Kontrollmeßkreis 30 besitzt ein Anzeigegerät 20 und ein Potentiometer 41. Das Potentiometer 41 ist, wie die F i g. 4 zeigt, mit einem rohrförmigen Manometer 42 (Typ Bourdon) oder, wie die F i g. 5 zeigt, mit einem Kolbenmanometer 43 derart verbunden, daß der hydraulische Arbeitsdruck des Antriebsmotors der Mischtrommel in Form einer Veränderung der elektrischen Widerstandswerte über die Manometer 42 oder 43 festgestellt werden kann. Sobald die Veränderung des elektrischen Widerstandswertes ein in dem Anzeigegerät 20 eingebautes Strommeßgerät über einen Verstärker 44 ansteuert, schlägt die Strommeßnadel 21 des Anzeigegerätes aus. Wenn die Strommeßnadel 21 eine Lage erreicht, die vorher mit dem Absetzungs-Geber 18 des Anzeigegerätes 20 eingestellt worden ist, daß heißt die Lage, in der die Strommeßnadel 21 die Absetzungs-Einstellnadel 19 überlappt, dann wird der Zählerrelais-Kreis 31 zwischen seiner Lichtemissionsdiode 45 und seinem Fototransistor 46 unterbrochen, womit auf diese Weise ein Informationssignal an den Zählerrelais-Kreis 31 gegeben wird. Dies bedeutet daß, wenn die Absetzung des fertig gemischten Betons auf den vorher mit dem Absetz-Geber 18 am Anzeigegerät 20 eingestellten Wert fällt, ein Informationssignal an den Zählerrelais-Kreis 31 entsprechend der experimentellen Ermittlung gegeben wird, daß sich der Absetzungswert des fertig gemischten Betons während des Transportes im umgekehrten Verhä!tr..s zum Hydraulikdruck des Transportmischers verändert.

Wenn der Arbeits-Hydraulikdruck oder das Antriebsdrehmoment des Mischers als Veränderungen in eben elektrischen Widerstand festgestellt ist, um so den Absetzur;₆swert des fertig gemischten Betons indirekt als Gierwinkel einer Strommeß-Nadel 21 feststellen zu können, entsteht eine Gefahr beim Betrieb, der unter der falschen Voraussetzung begonnen hat, daß die Absetzung des fertig gemischten Betons noch nicht auf den eingestellten Wert gefallen ist, weil dabei nämlich die Strommeß-Nadel 21 in die eingestellte Lage schwingen und ein Informationssignal an den Zählerrelais-Kreis 31 aufgrund solcher Faktoren erzeugen kann, wie beispielsweise der Schwingungen der hydraulischen Pumpe des Antriebsmotors des Mischers. Um dies bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zu verhindern, ist nicht nur eine Düsen-Öffnung 47 bzw. 48 in dem Weg des Manometers 42 bzw. 43 zum Abschneiden der Schwingung der Strommeß-Nadel 21 vorgesehen, sondern außerdem ist ein Kondensator 49 in dem Kontrollmeß-Kreis 30 eingesetzt, um derartige elektrische Schwingungen zu verhindern.

Der Zählerrelais-Kreis 31 besitzt ein Relais 50 und zu der Lichtemissionsdiode 45 und dem Fotrtransisior 46 einen Arbeitskreis 51. Wenn eine Unterbrechung zwischen der Lichtemissionsdiode 45 und dem Fototransistor 46 vorliegt, werden die Transistoren 52, 53 und 54 im Arbeitskreis 51 nach und nach leitend, soweit sie sich in einem nichtleitenden Zustand befinden. Sobald der letzte Transistor 54 zur Leitfähigkeit umschaltet, wird das Relais 50 aktiviert, die Relaiskontakte 50a und 50Z> im Zählerrelais-Kreis 31 und die RcLiskor.takte 50c und 5Od im Schaltkreis 28 werden geschlossen. Das Schließen des Relaiskontaki.es 50a bewirkt das Halten des Relais 50. Das Schließen des Relaiskontaktes 50c aktiviert ein Relais 34 im Schaltkreis 28, daß in Reihe mit jenem geschaltet ist und den Relaiskontakl 3<*a schließt, um den Motork.reis zu schließen. Wenn sich der Motor 33 dreht, wird die Pumpe in Betrieb gesetzt, um Zusatzmittel in den fertig gemischten Beton zu liefern, und zugleich leuchtet eine Warnlampe 25 auf, die anzeigt, daß die Zusatzmhtel-Beschickung in Betrieb ist. Parallel dazu läßt das Schließen des Relaiskontaktes 50c/eine Warnlampe 26 aufleuchten, die anzeigt, daß das Steuergerät 10 für eine schubweise Beschickung den Arbeitszyklus begonnen hat. Außerdem bringt das Schließen des Relaiskontaktes

50b des Zählerrclaiskreiscs .31 zugleich den Zeitgeberkcis 32 in einen geschlossenen Zustand und läßt diesen Zählcrrelaiskreis 31 nut dem Zahlen beginnen.

Der Zeitgeberkreis 32 besitzt die verschiedenartigen Relais 55, 56 und 57. sowie deren eigene Arbeitskreise 58, 59 und 60 und einen Zeitgeber 61. Wie aus der F i g. 3 /ti seilen ist. besteht der Zeitgeber 61 aus einem Oszillatorkreis 65. der ein Relais 62 mit einem Relaiskontakt 62a, einen Oszillator 63, einen Transistor 64. einen Verstärkerkreis 66. einen Zähler 67, einen in lorkreis 68 und Drehschalter 69 und 70 aufweist, welche mit der Motorzeiteinstellung 16 bzw. der Zykluszeiteinstellung 17 verbunden sind. Sobald also der Zeitkreis 32 vom Zählcrrelaiskreis 31 den Befehl zum Zählbeginn erhält, wird ein Transistor 71 in dem Arbeitskreis 58 leitend und das Relais 55 wird aktiviert, womit der Relaiskontakt 55« (F ig. 3) geschlossen wird. Zugleich beginnt der Os/illnlor f>3 des Os/illatorkreises 62 im Zeitgeber 61 bei einer konstanten Frequenz zu schwingen, wobei diese durch den Kondensator 72 und 2" den Widerstand 73 bestimmt wird. Diese läuft von den Transistoren 74 und 75 des Verstärkerkreises 66 verstärkt zu dem Zähler 67 und wird hier gezählt. Das den Zeitgeber 61 einstellende Zeitintervall wird durch die Wahl der Impulsanzahl vorgegeben, wenn die -'"> Drehschalter 69 bzw. 70 der Motorzeiteinstellung 16 und der Zeitgeber 17 für die Zykluszeit gedreht werden.

Sobald die durch Drehung des Drehschalters 69 der Motorzeiteinstellung 16 eingestellte Zeit 71 abläuft, wird der Ausgang vom Torkreis 68 zunächst an ein Relais 56 in über die Transistoren 76 und 77 gegeben. Das so aktivierte Relais 56 schließt nicht nur seinen Relaiskontakt 56a im Zeitgeberkreis 32. sondern öffnet auch den Relaiskontakt 56b im Schaltkreis 28. Das Schließen des Relaiskontaktes 56;) bewirkt das Halten des Relais 56. J5 Das Öffnen des Relaiskontaktes 566 hat zur Folge, daß das Relais 34 seinen Relaiskontakt 34a öffnet. Damit wird der Motor 33 der Pumpe zur Zusatzmittel-Beschikkung gestoppt und die Beschickung mit Zusatzmitteln wird unterbrochen. Außer dem öffnen des Relaiskon- Jο taktes 566. wird der Kreis der Warnlampe 25 unterbrochen und die Lampe erlischt, womit angezeigt ist daß der Motor 33 angehalten worden ist, daß heißt, daß die Zusaizmittel-Beschickungbeendet worden ist. Lnter diesen Bedingungen wird das Relais 56 aufgrund ⁴^ = emes geschlossenen Relaiskontaktes 56a aktiviert cehaiten, womit der Relaiskontakt 566 offengehalter, •■■ird und der Motor 33 verbleibt daher in seinem ,!Mgehaltenen Zustand, unabhängig von dem Absetzungswert des fertig gemischten Betons. Nun ist also der Motor 33. nachdem er für eine festgelegte Zeit angetrieben worden ist, die auf der Motorzeiteinstellung 16 eingestellt worden ist, angehalten worden und die Zusatzmittel sind in der gewünschten Dosis dem fertig gemischten Beton beigegeben worden.

Wenn die andere, durch die Zykluszeiteinstellung 17 eingestellte Zeit Tj abgelaufen ist, wird als nächstes der Ausgang des Torkreises 68 an ein Relais 57 über die Transistoren 78 und 79 des Arbeitskreises 60 gegeben, um damit das Relais 57 zu aktivieren und den Relaiskontakt 57a im Zählerrelaiskreis 31 zu öffnen. Dies beeinflußt das Relais 50 und all dessen Relaiskontakte 50a, 50b. 50c-und 50f/werden geöffnet. Aufgrund des Öffnens des Relaiskontaktes 50a ist das Relais 50 freigegeben, während das Öffnen des Relais 50b die Folge hat, daß der Stromwcg zu dem Zeitgeberkreis 32 unterbrochen ist. so daß die Relais 55. 56 und 57 alle dahingehend beeinflußt werden, daß ihre entsprechenden Relaiskontakte 55a. 56a, 56b und 57a in die Ausgangsstellungen zurückgebracht werden. In diesem Fall wird der Zähler 67 zurückgestellt, da der Relaiskontakt 55a geöffnet ist. Daneben erlöscht zugleich mit dem Öffnen des Relaiskontaktes 5Od nach dem Umschalten des Relais 50 die Warnlampe 26. womit angezeigt ist, daß die erste Zykluszeit beendet ist und daß r'er nächste Steucrvorgang ausgeführt werden kann. Wie oben ausgeführt wurde, wird der nächste Beschickungsvorgang durch den Zeitgeber 17 unterbrochen, sobald eine festgelegte Zeit verstrichen ist. nachdem der vorangegangene Vorgang der Zusatzmittel-Beschickung beendet worden ist. Dies ist insbesondere zweckmäßig, um die Gefahr zu vermeiden, daß Zusatzmittel im Übermaß beigegeben werden, was sehr wohl möglich sein kann, oder aber in dem Fall, daß der Steuerkreis den Vorgang der Zusatzmittel-Beschickung wieder auslöst, bevor die vorher beigegebenen Zusatzmitte! mit dem fertig gemischten Beton gut vermischt worden sind, das heißt, bevor die tatsächliche Absetzung des fertig gemischten Betons wieder über einen festgelegten Wert hinausgeht.

Somit ist das Steuergerät 10 für eine schubweise Beschickung von Zusatzmitteln wieder in die Ausgangsiage zur Vorbereitung des nächsten Steuervorganges zurückgebracht. Da der Vorgang anschließend auf die gleiche Weise wiederholt wird, kann eine schubweise Beschickung der Zusatzmittel in den fertig gemischten Beton bewirkt werden, indem sein Absetzungswert innerhalb eines gewünschten Bereiches gehalten wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum selbsttätigen Regeln der Zugabe von Betonverflüssigern mit abbindeverzögernder Wirkung zu in einem Betonmischer befindlichen Beton, bei der der Drehmomentbedarf des hydraulisch betriebenen Mischermotors gemessen und in Abhängigkeit von dem Meßergebnis ein Pumpenmotor für die Substanzzugabe elektrisch gesteuert wird, gekennzeichnet durch einen an den Hydraulikkreis des Mischermotors angeschlossenen Druckmessers (42,43) mit schwingungsdämpfender Ausgleichsdüse (47, 48) im Anschlußrohr, durch ein Meßwert des Druckmessers (42, 43) in elektrische Steuersignale für den <⁵ Pumpenmotor (33) umsetzendes Potentiometer (41) und durch einen das Wiedereinschalten des Pumpenmotors (33) für eine einstellbare Zeitspanne verhindernden Zeitgeber(17,16).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß im elektrischen Kreis eines Anzeigegerätes (20) des Druckmessers (42, 43) ein schwingungsdämpfender elektrischer Kondensator (49) angeordnet ist.

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