DE1459329C - Vorrichtung zum Regeln der Wasser zugabe bei der Betonaufbereitung - Google Patents

Description

von Beton, bei der es auf eine genau dosierte Wasserzugabe ankommt, nicht ausreichend. Dabei vermindert sich die Genauigkeit noch dadurch weiter, daß das Meßinstrument gegebenenfalls stärken Erschütterungen ausgesetzt ist, was zu einer Nullpunktverschiebung oder sogar zum Zerstören des Meßinstruments führen kann. Außerdem kann auch eine ungünstige Lage des Meßinstruments die Meßgenauigkeit beeinträchtigen. Schließlich gestaltet sich der Aufbau der eigentlichen Regelschaltung verhältnismäßig kompliziert, da die Schaltkontakte des Instruments nur mit niedrigen Strömen belastet werden dürfen.

Aus der deutschen Patentschrift 933 418 ist darüber hinaus eine Schaltung zur Widerstandsmessung bekannt, bei welcher ein Magnetverstärker Verwendung findet. Diese Schaltung benötigt zwei gleich aufgebaute symmetrische Brückenschaltungen, was zur Folge hat, daß zum Messen des Widerstands drei Meßelektroden sowie ein Differentialverstärker erforderlich sind. Zu der Erschwernis des Schaltungsaufbaus, der für jede Brückenschaltung und den Verstärker einen eigenen, galvanisch isolierten Speisestromkreis erfordert, kommt noch hinzu, daß für eine Regeleinrichtung mit unterschiedlichem Wassergehalt dievRegelwiderstände der einzelnen Brücken gemeinsam so verstellt werden müssen, daß sich die Widerstandswerte völlig gleichmäßig ändern, was ebenfalls nur mit einem außerordentlich großen Aufwand zu realisieren wäre.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Beseitigung der großen Empfindlichkeit der bekannten Geräte eine Vorrichtung zum Regeln der Wasserzugabe bei der Aufbereitung von Beton od. dgl. zu schaffen, die sich durch ein Höchstmaß an Betriebssicherheit, aber auch durch einen besonders einfachen Aufbau auszeichnet und ausschließlich Schalt- und Leiterelemente verwendet, die je für sich und in ihrem Zusammenwirken miteinander auf die besonderen Betriebsbedingungen abgestellt sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß in der Diagonale der Brückenschaltung die Steuerwicklung eines Transduktors liegt, dessen Wechselstromwicklung an die nach Gleichrichtung auch zur Speisung der Brückenschaltung dienende Wechselspannungsquelle angeschlossen ist.

Die Brückenschaltung ist mit Widerständen versehen, die dem Abgleich dienen. Ein Widerstand ist regelbar und liegt im gleichen Zweig mit den Meßelektroden. Der Transduktor wirkt als Verstärker, und zwar in der Weise, daß die mit einem Eisenkern versehene Drosselspule nur so lange einen induktiven Widerstand besitzt, solange der Eisenkern ungesättigt ist. Der Transduktor wirkt somit über seine Steuerwicklung induktiv auf eine das Wasserventil beeinflussende Schaltung ein.

Im grundsätzlichen Unterschied zu der vorbekannten Schaltung, die mit Spannungsvergleich arbeitet, bedient sich die Erfindung also einer widerstandsvergleichenden Brückenschaltung, die den Transduktor nur mit Bruchteilen eines Milliwatt versorgen muß, wodurch die erforderliche Leistung um Größenordnungen geringer ist als bei der vorbekannten Schaltung.

Auf diese Weise wird nicht nur die Genauigkeit der Anzeige erheblich gesteigert, sondern es werden auch bessere sowie gleichmäßigere Mischergebnisse erzielt. Desgleichen ist keinerlei empfindlicher Relais oder ein sonstiges störanfälliges Element erforderlich, was die Robustheit und Betriebssicherheit der Vorrichtung gemäß der Erfindung bedeutend erhöht.

Ein weiterer Vorteil dieser Vorrichtung liegt darin, daß das Betriebsverhalten des Transduktors eine erhebliche Zeitkonstante, d. h. eine hohe Trägheit gegenüber Änderungen des Steuerstroms, aufweist. Damit wird aber zugleich eine weitere Voraussetzung erfüllt, die bei Vorrichtungen zum Regeln der

ίο Wasserzugabe verlangt wird, nämlich die Bildung einer zeitlichen Mittelwertfunktion der Steuerspannung im Hinblick auf die starken Schwankungen des spezifischen Widerstandes des zu messenden Mischguts, die durch den Mischvorgang als solchen bedingt sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in den Wechselstrompfad des Transduktors ein in einer Gleichrichterbrücke angeordnetes Schaltschütz zum Betätigen des Wasserventils eingeschaltet.

Zwar ist es denkbar, den Transduktor unmittelbar zum Betätigen des Wasserventils heranzuziehen, doch bringt die Verwendung eines Schaltschützes bedeutende bedienungstechnische Vorteile mit sich.

Besonders zweckmäßig ist eine Schaltung, wonach das Schaltschütz einen Schalter aufweist, der in Abhängigkeit von dem in der Steuerwicklung des Transduktors fließenden Strom bei zu trockenem Mischgut geschlossen und bei zu feuchtem Mischgut geöffnet ist. Es liegt weiter im Rahmen der Erfindung, die Schaltung so zu treffen, daß der dem Schaltschütz zugeordnete Schalter in der Speiseleitung eines weiteren Schalters zur Wasserventilbetätigung zugeordneten Schützes liegt.

So kann der Wasserzusatz zum Mischgut von Hand betätigt werden. Dieser Vorgang hat allerdings nur dann ein Öffnen des Wasserventils zur Folge, wenn zugleich das dem Transduktor zugeordnete Schaltschütz die ihm zugeordneten Schalter schließt, was nur dann der Fall ist, wenn das Mischgut noch nicht den vorbestimmten Feuchtigkeitsgrad angenommen hat. Auf diese Weise ist eine Fehlbetätigung insbesondere dann ausgeschlossen, wenn beispielsweise durch Neubeschickung der Mischtrommel der Widerstand zwischen den Elektroden ansteigt und das dem Schalter vorgeschaltete, vom Transduktor betätigte Schaltschütz anspricht und den ihm zugeordneten Schalter in der Speiseleitung schließt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist ein auf die gewünschte Trockenmischzeit einstellbares Zeitwerk vorgesehen, das parallel zu einem die Wasserzufuhr betätigenden Schalter angeordnet ist. Dieses Zeitwerk kann gegebenenfalls den Schalter automatisch schließen, so daß die Wasserzugabe zur Mischtrommel mit Sicherheit erst nach einem vorbestimmten Zeitraum erfolgt.

Nachfolgend ist eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung an Hand der Zeichnung erläutert. Hierbei zeigt

F i g. 1 ein Schaltschema der Regelungsvorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 zwei Einzelheiten des Schaltschemas nach F i g. 1 und

F i g. 3 das Betriebsverhalten des Transduktors bei langsamer Änderung der Steuerspannung.

Bei der dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung sind zwei Meßelektroden vorgesehen, deren mit 1 bezeichnete in Form einer Sonde in das in der Mischtrommel 2 befindliche

Mischgut 3 hineinragt. Die Mischtrommel 2 bildet zugleich die zweite Meßelektrode, die gemeinsam mit der Sonde 1 in eine insgesamt mit 4 bezeichnete Brückenschaltung eingeschaltet ist. In dem gleichen Zweig der Brückenschaltung 4 befindet sich der regelbare Widerstand S. Im anderen Zweig der Brückenschaltung 4 sind hingegen zum Abgleich zwei Widerstände 6 und 7 vorgesehen. Ist die Brücke 4 an eine Gleichstromquelle angeschlossen, wie in F i g. 1 durch +, — angedeutet, und ist der Widerstand 6 gleich dem Widerstand 7, so folgt für den Abgleich der Brücke 4, d. h. für den Zustand, in dem zwischen den Punkten 8 und 9 keine Spannung herrscht, daß der Widerstand 5 demjenigen des Mischguts 3 innerhalb der Mischtrommel 2 entspricht. Übersteigt dieser Widerstand des Mischguts 3 den Widerstand 5 bei abnehmendem Mischgut-Widerstand, so sinkt auch die Brückenausgangsspannung zwischen den Punkten 8 und 9 zunächst bis zum Wert 0, wenn nämlich der Widerstand des Mischguts 3 dem Widerstand 5 entspricht. Bei weiterem allmählichem Absinken des Widerstands im Mischgut 3 steigt die Brückenausgangsspannung zwischen den Punkten 8 und 9 mit umgekehrter Polarität wieder an.

Zwischen die Punkte 8 und 9 der Brücke 4 ist die Steuerwicklung eines insgesamt mit 10 bezeichneten Transduktors geschaltet, dessen Einzelheiten nicht wiedergegeben sind, da solche Transduktor-Schaltungen an sich bereits bekannt sind.

Die Punkte 8 und 9 stellen die Klemmen der Steuerwicklung des Transduktors 10 dar, während die Punkte 11 und 12 die Klemmen des von der gleichstromerregten Steuerwicklung beeinflußten Wechselstrompfads des Transduktors 10 bezeichnen.

Das Betriebsverhalten des Transduktors 10 bei vorzugsweise langsamer Änderung der Steuerspannung geht aus der schematisierten Kennlinie nach F i g. 3 hervor, wobei die Ordinate den Wechselstrom im Wechselstrompfad zwischen den Punkten 11, 12 und die Abszisse die Steuerspannung U_s an der Steuerwicklung des Transduktors 10 bezeichnet.

Es ist ersichtlich, daß bei negativer Steuerspannung U_s der Wechselstrompfad zwischen den Punkten 11, 12 annähernd konstant geöffnet bleibt. Nach einem sehr eng begrenzten Übergang um den Bereich des Nullpunktes der Steuerspannung U_s ergibt sich für positive Werte der Steuerspannung U_s eine fast völlige Drosselung.

Dem Transduktor 10 ist ein innerhalb einer Gleichrichterbrücke 13 liegendes Schaltschütz 14 zugeordnet, dessen zugehöriger Schalter 15 durch entsprechende Polung der Steuerwicklung des Transduktors 10 bei trockenem Mischgut 3 geschlossen und bei nassem Mischgut 3 geöffnet wird.

Der Ansprechstrom des Schaltschützes 14 ist in F i g. 3 mit Z₁, der Abfallstrom mit z₂ bezeichnet.

Der Schalter 15 liegt in der Speiseleitung 16 eines weiteren Schützes 17, das über einen Schalter 18 ein Wasserventil 19 von an sich bekannter Bauart betätigt. Der Haltekontakt 20 des Schützes 17 ist parallel zu einem handbetätigten oder aber gegebenenfalls zu einem in Verbindung mit einem Zeitwerk automatisch betriebenen Schalter 21 geschaltet.

Da der Transduktor 10 mit einer Gleichspannung einen induktiven Widerstand steuert, ist an sich sowohl eine Gleichstromquelle als auch eine Wechselstromquelle notwendig. Da jedoch bei der in der Zeichnung wiedergegebenen Schaltung zwischen dem Gleichstromkreis und dem Wechselstromkreis keinerlei galvanische Verbindung besteht, können die Wechselstromkreise aus einem gemeinsamen, nicht dargestellten Transformator gespeist werden, der über einen Gleichrichter auch die Gleichstromkreise versorgt. Ein Sieben oder Glätten des Gleichstroms ist nicht erforderlich, da dies durch den Transduktor 10 unmittelbar erfolgt.

Für die Funktion der Vorrichtung gemäß der Erfindung ergibt sich folgendes Zusammenwirken der einzelnen Schaltelemente:

Zum Einleiten der Wasserzugabe nach abgelaufener Trockenmischzeit wird der Schalter 21 betätigt. Hat in diesem Zeitpunkt das Gemisch 3, beispielsweise durch hohe Eigenfeuchtigkeit der Zuschlagsstoffe, einen genügenden Wasseranteil, so löst die Betätigung des Schalters 21 keine weiteren Schaltvorgänge aus, denn der Schalter 15 in der Speiseleitung 16 zum Schalter 21 ist, wie in F i g. 2 dargestellt, geöffnet. Benötigt hingegen das Mischgut 3 noch Zusatzwasser, ist der Schalter 15 geschlossen, und durch Betätigung des Schalters 21 wird das zugeordnete Schütz 17 erregt und durch den Haltekontakt 20 gehalten sowie über den Schalter 18 das Elektroventil 19 geöffnet, so daß das Zusatzwasser in die Mischtrommel 2 gelangen kann. Dadurch verändert sich der Widerstand zwischen den beiden Elektroden, der Sonde 1 und dem Mischbehälter 2, gegenüber dem Widerstand 5, bis der Ausgleich erreicht oder überschritten wird. In diesem Zeitpunkt wird der Wechselstrompfad zwischen den Punkten 11, 12 des Transduktors 10 gedrosselt, und das Schaltschütz 14 fällt ab und öffnet den Schalter 15, so daß das weitere Schütz 17 für den Schalter 18 stromlos wird. Nach Abfallen des Schützes 17 und Öffnen des Schalters 18 wird das Wasserventil 19 wieder geschlossen. Sollte in diesem Zustand das Schaltschütz 14 nochmals ansprechen und den Schalter 15 schließen, wird jedoch das Wasserventil 19 nicht erneut geöffnet, wenn nicht wiederum der Schalter 21 von Hand oder automatisch betätigt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 Es ist aber bekannt, den Wasserzusatz entspre- Patentansprüche: chend dem spezifischen elektrischen Widerstand des Mischguts zu regeln, wobei davon ausgegangen wird,

1. Vorrichtung zum Regeln der Wasserzugabe daß der spezifische Widerstand des Mischguts mit bei der Aufbereitung von Beton od. dgl. im 5 zunehmendem Wassergehalt sinkt. Der Widerstand Zwangsmischer durch Messung des spezifischen wird zwischen mit dem Mischgut in Verbindung elektrischen Widerstands des Mischguts mit Hilfe stehenden Elektroden gemessen. Durch eine entsprewenigstens einer in dieses eintauchenden Sonde chende Schaltung wird das Zusatzwasser dem Mischunter Verwendung einer einen Vergleichswider- gut über ein Elektroventil zugeführt.

stand und die Meßelektroden aufweisenden Brük- io So ist ein Gerät zum selbsttätigen Steuern der Was-

kenschaltung, dadurch gekennzeichnet, serbeschickung für Betonmischer bekannt, bei dem

daß in der Diagonale (8, 9) der Brückenschaltung die Änderung der Wasserzugabe durch Spannungs-

(4) die Steuerwicklung eines Transduktors (10) vergleich zweier Stromkreise erreicht wird. Die zu

liegt, dessen Wechselstromwicklung an die nach diesem Zweck an einen Spannungsstabilisator ange-

Gleichrichtung auch zur Speisung der Brücken- 15 schlossenen beiden Stromkreise enthalten jeweils

schaltung (4) dienende Wechselspannungsquelle einen Gleichrichter. Der Mischtrog der Betonmisch-

angeschlossen ist. maschine und eine in diesen eintauchende Sonde

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- liegen im ersten Stromkreis, dessen in Abhängigkeit kennzeichnet, daß in den Wechselstrompfad zwi- vom Wassergehalt des Mischguts schwankende Spanschen den Punkten'(11, 12) des Transduktors 20 nung in einem dritten Stromkreis mit der von dem (10) eine Gleichrichterbrücke (13) zur Versor- Spannungsstabilisator konstant aufrechterhaltenen gung eines zum Betätigen des Wasserventils (19) Spannung des zweiten Stromkreises verglichen wird, dienenden Schaltschützes (14) eingeschaltet ist. Dabei enthält der dritte Stromkreis ein polarisiertes ./"

^ 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- Relais, das so eingestellt ist, daß bei genügendem gekennzeichnet, daß das Schaltschütz (14) einen 25 Spannungsabfall zwischen erstem und zweitem Schalter (15) aufweist, der in Abhängigkeit von Stromkreis ein elektrisches Ventil in der Wasserdem in der Steuerwicklung des Transduktors (10) zufuhr zum Mischer betätigt wird,
fließenden Strom bei zu trockenem Mischgut (

3) Die mit diesem Gerät verbundenen Nachteile sind

geschlossen und bei zu feuchtem Mischgut (3) vielfältiger Natur. So kann für das polarisierte Relais geöffnet ist. 30 des dritten Stromkreises aus Leistungsgründen nur

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, da- ein sowohl elektrisch als auch mechanisch hochdurch gekennzeichnet, daß der dem Schaltschütz empfindliches Relais, ein sogenanntes »Telegraphen-(14) zugeordnete Schalter (15) in der Speise- relais«, verwendet werden. Ein solches Telegraphenleitung (16) eines einem Schalter (21) zur Wasser- relais ist jedoch außerordentlich störanfällig gegenventilbetätigung zugeordneten weiteren Schützes 35 über Erschütterungen und eignet sich daher schlecht (17) liegt. zum Einsatz auf Baustellen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 Darüber hinaus ist der bei dem vorbekannten Gebis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf die rät erforderliche Spannungsstabilisator nicht nur gewünschte Trockenmischzeit einstellbares Zeit- teuer, sondern ebenfalls empfindlich gegenüber den werk vorgesehen ist, welches parallel zu dem die 40 rauhen Betriebsbedingungen, wie sie auf Baustellen Wasserzufuhr betätigenden Schalter (21) ange- vorherrschen.

ordnet ist. Weitere bekannte, auf dem erwähnten Prinzip

basierende Geräte arbeiten mit Röhren, Transistoren,

Relais, Zeigerinstrumenten und Kondensatoren, die

45 sämtlich eine thermische, klimatische oder mechanische Empfindlichkeit aufweisen. Dadurch sind sie nicht den extrem harten Betriebsbedingungen, die bei

Vorrichtung zum Regeln der Wasserzugabe bei der der Verwendung bei Betonmischmaschinen durchweg Aufbereitung von Beton od.dgl. im Zwangsmischer gegeben sind, gewachsen. Diese Betonmischmaschinen durch Messung des spezifischen elektrischen Wider- 50 sind im allgemeinen nicht nur den jeweils herrschenstands des Mischguts mit Hilfe wenigstens einer in den Witterungsbedingungen, sondern vielfach auch dieses eintauchenden Sonde unter Verwendung einer Tropf- und/oder Spritzwasser ausgesetzt und untereinen Vergleichswiderstand und die Meßelektroden liegen starken Vibrationen oder sonstigen Erschütaufweisenden Brückenschaltung. terungen.

Bei der Bereitung von Beton- oder Mörtelgemi- 55 Aus der deutschen Patentschrift 940 071 ist eine

sehen kommt tier Bemessung der einzelnen zuzuset- Schaltung zum Messen des Feuchtigkeitsgehalts be-

zenden Komponenten — Zuschlagstoffe, Bindemittel, kannt, bei* der der spezifische Widerstand des zu

Wasser — deshalb eine entscheidende Bedeutung zu, messenden Gutes mit Hilfe einer einen Vergleichs-

weil hiervon die Qualität des Betons maßgeblich ab- widerstand und die Meßelektroden aufweisenden

hängt. Von besonderer Wichtigkeit ist dabei der Was- 60 Brückenschaltung gemessen wird, wobei die Brücken-

serzusatz, da insbesondere die Eigenfeuchtigkeit der schaltung ein Meßinstrument speist, dem ein Gleich-

Zuschlagstoffe ständig wechselt. richter vorgeschaltet ist.

Die Bemessung des zuzusetzenden Wassers nach Wenn ein Meßinstrument für Regelzwecke Ver-

dem Volumen oder Gewicht scheidet als zu ungenau wendung finden soll, so muß es mit Schaltkontakten

aus. Der Zusatz von Hand erfordert ein hohes Maß 65 versehen sein, was die Anzeige- bzw. Schaltgenauig-

an Erfahrung und Konzentration auf diese Aufgabe. keit jedoch sehr stark beeinträchtigt und lediglich

Diese Bedingungen sind jedoch praktisch nie zufrie- Genauigkeiten von etwa 5% gestattet. Eine derart

denstellend zu erfüllen. ungenaue Regelung ist jedoch bei der Herstellung