DE19952462A1 - Vorrichtung zum Bestimmen der absoluten Feuchtigkeit eines Materials - Google Patents

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Bestimmen der absoluten Feuchtigkeit eines Materials, Schüttgüter aller Art, insbesondere von Beton, in einem Behälter (1), Mischbehälter o. dgl. und/oder bewegbaren oder rotierenden Behälter (1), beispielsweise einer Mischtrommel, wobei dem Behälter (1) zumindest eine Messsonde (4) zum Bestimmen der Feuchte und/oder der Temperatur des Materials zugeordnet ist, soll die Signalübertragung der Messsonde (4) drahtlos erfolgen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen der absoluten Feuchtigkeit eines Materials, Schüttgüter aller Art, insbesondere von Beton, in einem Behälter, Mischbehälter od. dgl. und/oder bewegbaren oder rotierenden Behälter, beispielsweise einer Mischtrommel, wobei dem Behälter zumindest eine Messsonde zum Bestimmen der Feuchte und/oder der Temperatur des Materials zugeordnet ist.

Beton wird heute nicht nur im Hoch- und Tiefbau verwendet, sondern auch zum Herstellen von bestimmten Betonelementen. Beton ist ein leicht zu verarbeitender Verbundbaustoff, der aus einem zuerst flüssigen Gemisch von Zement, Zuschlagstoffen (z. B. Kies, Sand, Splitt) und Wasser, gegebenenfalls auch Zusätzen, durch Erhärten des Zementleims entsteht.

Die Eigenschaften von Beton lassen sich durch das Mischungsverhältnis, durch die Auswahl der Ausgangsstoffe sowie durch die Verdichtung und Nachbehandlung in weiten Grenzen verändern. Die Zusammensetzung von Beton wird durch das Verhältnis der Ausgangsstoffe Zement, Zuschlag und Wasser festgelegt, wobei das Gewichtsverhältnis von Wasser zu Zement als Wasserzementwert W/Z bezeichnet wird. Dabei ist die Konsistenz des Betons eine der wesentlichsten Grössen für die Verarbeitbarkeit und auch für die Güte des herzustellenden Elementes. Die Konsistenz des Betons wird im wesentlichen von der Wasserzugabe bestimmt.

An beweglichen, rotierenden Behältern, gleich für welches Material, z. B. Mischtrommeln, ist bisher eine Feuchtemessung nicht möglich, da zur Messdatenübertragung und Feuchtemesssondenspeisung Verbindungskabel notwendig sind. Übertragungen durch Gleitkontakte sind mechanisch sehr aufwendig, teuer und unterliegen einer starken Verschmutzungsgefahr. Letzteres gilt vor allem bei sogenannten Fahrmischern, die nur Trockenrezepturen geladen haben und, bedingt durch längere Anfahrtswege zur Baustelle, erst während der Fahrt, beispielsweise Wasser aus mitgeführtem Wassertank, zumischen. Deshalb ist der Feuchtegehalt und die Mischzeit in bekannten Mischtrommeln mangels möglicher Online-Messungen sehr ungenau. Ein gleiches Problem gilt aber auch für stationäre Mischbehälter, bei denen nicht nur ein Rührwerk, sondern auch der Behälter selbst rotiert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der oben genannten Art zu schaffen, mit dem eine Verbesserung der Qualität des anzuliefernden Betons erreicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass die Signalübertragung der Messsonde drahtlos erfolgt.

Überprüft werden kann die Konsistenz des Materials vor allem durch die Ermittlung der absoluten Feuchte und gegebenenfalls der Temperatur. Eine entsprechende Sonde bzw. Vorrichtung zur Ermittlung der Feuchte ist beispielsweise in der DE-OS 44 43 146.5.

Eine derartige Sonde ermittelt die Feuchte durch die Ermittlung des Druckes auf die Sonde. Durch die Veränderung des Druckes findet auch eine Veränderung der Dielektrizitätskonstanten statt, über die die Feuchte ermittelt wird.

Wenn nachfolgend auf die Ermittlung des Feuchtegehaltes von Beton Bezug genommen wird, so soll dies keine Einschränkung bedeuten. Die Erfindung erstreckt sich auf die Ermittlung jeder Konsistenz eines beliebigen Werkstoffes in einem beweglichen oder rotierenden Behälter. Nur besonders bevorzugt bezieht sich die Erfindung auf Beton in einer Mischtrommel.

Die Ermittlung der Feuchte soll vor allem im unteren Bereich des Behälters stattfinden, da dort der Druck des Materials auf die Messsonde am aussagekräftigsten ist. Deshalb genügt es, wenn die Sonde im unteren Bereich des Behälters, beispielsweise wenn die Mischtrommel den unteren Bereich des Behälters durchfährt, in Betrieb gesetzt wird, so dass hierdurch eine erhebliche Energieeinsparung stattfinden kann, gegenüber einer dauernden Tätigkeit der Sonde.

Bevorzugt soll der Sonde im unteren Bereich auch eine Empfänger/Sendereinheit zugeordnet sein, welche die Signale von der Sonde übernimmt und sie auf eine Auswerteeinheit überträgt.

Die Speisung der Sonde kann über ein elektromagnetisches Feld, bevorzugt über einen Akku aber auch über Telemetrie oder Schleifkontakte erfolgen. All das soll von der vorliegenden Erfindung umfasst sein.

Durch dieses Feuchtemessgerät kann auf einfache Art und Weise der Feuchtegehalt des Betons ermittelt werden. Den entsprechenden Werten wird eine bestimmte Konsistenz des Betons zugeordnet, so dass beispielsweise anhand einer Kennlinie die Konsistenz des Betons mit Hilfe von dem Feuchtewert und gegebenenfalls der Temperatur relativ exakt bestimmt werden kann. Ändert sich der Feuchtewert, d. h. wird beispielsweise der Beton zähflüssiger, so verringert sich das Ausbreitmass. Der Fahrer braucht lediglich für eine entsprechende Kennlinie angeben, wieviel Kubikmeter er geladen hat.

Es ist darauf zu achten, dass der Beton nur einmal den maximalen Feuchtegehalt haben darf. Der Fahrer kann an Hand der laufenden Werte des Computers überprüfen, ob der Beton den richtigen Feuchtegehalt hat. Er könnte nur dann eingreifen, wenn der Wert unter dem Maximum liegt, wobei ihm der Computer anhand der geladenen Menge an Beton anzeigen könnte, wieviel Wasser er zugeben kann, um an den maximalen Feuchtegehalt zu gelangen.

Ist dies geschehen, muss der Computer in der Lage sein, an der Baustelle dem Kunden anzuzeigen, dass der Beton seine Ausgangskonsistenz hatte und keine weitere Wasserzugabe zulässig ist. Der Beton wäre dann nur mit Zusatzmittel- Fliessmittel-(FM) auf eine weichere Konsistenz ein­ zustellen.

Durch die Anordnung einer entsprechenden Sonde in der Mischtrommel kann laufend die Konsistenz des Betons während der gesamten Aaslieferzeit überprüft werden. Bevorzugt sollen diese Werte auch gespeichert und gegebenenfalls auch ausgedruckt werden können, so dass für den Kunden immer ein Nachweis erbringbar ist, dass ein Beton mit einer gewünschten Viskosität angeliefert wurde.

Selbstverständlich kann ein Feuchtegehalt des Betons innerhalb der Mischtrommel und insbesondere auch Richtung Austrag variieren. Deshalb könnte es sich als ratsam erweisen, in der Mischtrommel mehrere Sonden anzuordnen, aus deren Werten dann ein entsprechender Mittelwert gebildet werden kann.

Auch soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen, beispielsweise die Messsonde an einem Mischerarm eines feststehenden oder rotierenden Behälters anzuordnen. Dabei kann der Mischerarm feststehend aber auch gegenüber dem Behälter bewegbar angeordnet sein. Eine Datenübertragung der Signale der Messsonde zwischen einer Auswerteeinrichtung bzw. einer Empfängereinheit erfolgt drahtlos. Hierdurch wird gewährleistet, dass insbesondere eine exakte Feuchtigkeitsmessung permanent im Betrieb vorgenommen werden kann, wobei eine Vielzahl einzelner Messungen oder Messungen einzelner Zeitabschnitte möglich ist.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in ihrer einzigen Figur eine schematisch dargestellte Seitenansicht eines Fahrmischers. Dieser Fahrmischer weist eine Mischtrommel 1 auf, in der sich Beton befindet. Diese Mischtrommel 1 dreht bevorzugt laufend auch beim Fahrbetrieb des Fahrmischers.

An der Mischtrommel 1 hängt ein Rutschblech 2, welches dem Austrag des Betons dient. Durch das Rutschblech 2 kann das Ausfliessen des Betons in einer gewünschten Richtung bestimmt werden.

Ferner besitzt der Fahrmischer noch einen Wassertank 3, aus dem der Fahrer Wasser in die Mischtrommel 1 überleiten kann, sofern die Feuchtigkeit des Betons in der Mischtrommel 1 nachlässt. Dies kann nur einmal bis zum maximalen Feuchtegehalt geschehen.

Erfindungsgemäss befindet sich in der Mischtrommel 1 eine gestrichelt angedeutete Sonde 4, mit der eine Feuchte des Betons bestimmt werden kann. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Sonde 4 - nicht näher gezeigt - auch ein Temperatursensor zugeordnet.

Des weiteren befindet sich an dem Rutschblech 2 eine Sonde 5, mit der ebenfalls die Feuchtigkeit des ausgetragenen Betons und gegebenenfalls bevorzugt dessen Temperatur ermittelt wird.

Die Sonden 4 und 5 stehen mit einer ebenfalls nur angedeuteten Kontrolleinheit 6 in einem Fahrerhaus 7 in Verbindung. Die Verbindung kann drahtlos oder auch über eine entsprechende Leitung geschehen. In der Kontrolleinheit 6 können die von den Sonden 4 und 5 übermittelten Werte gespeichert, angezeigt und gegebenenfalls ausgedruckt werden.

Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:
Während dem Fahrbetrieb erhält der Fahrer laufend über die Sonde 4 in der Mischtrommel 1 die Feuchtigkeitswerte und gegebenenfalls die Temperaturwerte des Betons. Diese werden ihm auf der Kontrolleinheit 6 angezeigt. Bevorzugt ist der Sonde 4 im unteren Teil der Mischtrommel 1 ein nicht näher gezeigter Sender zugeordnet. Da die Sonde 4 auf Druck misst, sind nur die Werte aus dem unteren Teil von Interesse, wo der höchste Druck des zu messenden Betons auf der Sonde lastet.

Ausserdem soll nur dann eine Messung stattfinden, wenn die Sonde an dem Sender vorbeiläuft. Nur in diesem Zeitraum ist die Sonde in Betrieb, wodurch Energie, beispielsweise eines Akkus gespart wird. Feuchtigkeit und Temperatur sind der Maßstab für die Konsistenz des Betons. Sollte beispielsweise die Feuchtigkeit abnehmen, so kann der Fahrer einen Befehl an eine dem Wassertank 3 nachgeschaltete Pumpe abgeben, so dass ergänzendes Wasser in die Mischtrommel 1 eingepumpt wird. Dadurch erhöht sich wieder die Feuchtigkeit in der Mischtrommel, und die Konsistenz wird auf einen gewünschten Wert eingestellt. Wichtig ist jedoch, dass der Beton einmal den höchstzulässigen Feuchtegehalt hatte.

Erreicht das Fahrzeug seinen Bestimmungsort, so kann der Fahrer nun Beton aus der Mischtrommel 1 austragen. Dieser Beton gelangt über das Rutschblech 2 an seinen Bestimmungsort. Die Sonde 5, die dem Rutschblech 2 zugeordnet ist, übermittelt ihre Werte betreffend Feuchtigkeit und gegebenenfalls Temperatur an die Kontrolleinheit 6, wo diese Werte gespeichert und ausgedruckt werden. Dieser Ausdruck dient dann gleichzeitig als Lieferschein und als Beleg dafür, dass ein Beton einer gewünschten Viskosität ausgeliefert wurde.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen auch andere Mischbehälter, beispielsweise feststehende Mischbehälter, die von bewegbaren Mischerarmen durchwandert werden. Die Mischerarme können beispielsweise im Behälter linear oder rotativ bewegt werden. Auch hier soll daran gedacht sein, entsprechende Sonden 4 den Mischerarmen zuzuordnen, wobei die Datenübertragung drahtlos erfolgt.

Dabei kann der Behälter auch gegenüber feststehenden oder bewegbaren Mischerarmen selbst bewegt werden, wobei ebenfalls vom vorliegenden Erfindungsgedanken mit umfasst sein soll, dem Behälter und/oder dem Mischerarm zumindest eine Sonde 4 zuzuordnen, die die entsprechenden Daten drahtlos überträgt.

Auf diese Weise lässt sich permanent im Betrieb die absolute Feuchtigkeit beliebiger Schüttgüter exakt und permanent bestimmen.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Bestimmen der absoluten Feuchtigkeit eines Materials, Schüttgüter aller Art, insbesondere von Beton, in einem Behälter (1), Mischbehälter od. dgl. und/oder bewegbaren oder rotierenden Behälter (1), beispielsweise einer Mischtrommel, wobei dem Behälter (1) zumindest eine Messsonde (4) zum Bestimmen der Feuchte und/oder der Temperatur des Materials zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalübertragung der Messsonde (4) drahtlos erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Messsonde (4) die Feuchtigkeit und/oder die Temperatur des Materials im Behälter (1) bestimmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sonde (4) ein Empfänger und/oder Sender zum Übertragen der Ergebnisse zu einer Auswerteeinheit zugeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonde (4) über einen Akku gespeist ist.

5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die absolute Feuchtigkeit des Materials des stehenden und/oder rotierenden Behälters (1) in bestimmbaren Zeitintervallen oder Zeitspannen messbar und ggf. ein Mittelwert der gemessenen Feuchtigkeitswerte bestimmbar ist.

6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Messsonde (4) wenigstens einen feststehenden oder bewegbaren Mischarm des Behälters (1) zugeordnet ist.