DE1523344C - Einrichtung zur Förderung eines sich mit seiner Temperatur ändernden Bindemittels - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Förderung eines. sich in seiner Temperatur ändernden, einem schiittfühigen Gut zuzuführenden Bindemittels, wie beispielsweise eines. erwärmten Bitumens oder Teer, mit einem von einem Dichtmeßgerät beeinflußten Steuergerät für eine Fördervorrichtung mit Antrieb.

Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit der Förderung einer konstanten Bindeniittehnenge pro Charge bzw. pro Zeiteinheit bei temperaturabhängig schwankender Dichte des Bindemittels.

Im Straßenbau ist es z. B. üblich, das erhitzte und damit flüssige Bitumen bei der Herstellung von bituminösen Straßenbelägen volumetrisch, d.h../.um Beispiel nach Litern zu dosieren. Da sich aber das Bitumen bei Erwärmung stark ausdehnt, ändert sich auch das Gewicht eines Liters Bitumen bei Temperaturänderungen sehr stark. Um in der Praxis beim Dosieren von bituminösen Bindemitteln nach Litern immer die gewünschte und gleichbleibende Biünnenmasse (Gewichtsinenge an Bitumen) dem Mischgerät zuführen zu können, muß die an einer Abnießvorrichtung eingestellte Literzahl dauernd geändert werden, weil die Temperatur des Bindemittels nicht oder nur schlecht konstant gehalten werden kann. Teinperaturänderungeii bedingen aber Änderungen des Litergewichts und damit eine Ändoirnng tier Litereinstelhing am Abmeßgerät, wenn immer dieselbe Bitumenmasse (Bitumennicnge in Kilogramm) volumetrisch abgemessen werden soll.

Auch bei tier Herstellung von Straßenbelägen unter Verwendung eines sogenannten Inipactors ist es unbefriedigend, daß die mit einer üblichen Fördervorrichtung aus einem Impactor geförderte Biümienniasse Änderungen infolge Schwankungen der Bitumentemperatiir um\ des damit zusammenhängenden I.itergewichts unterworfen ist; es ist erstrebenswert, tlaß beispielsweise pro Charge stets gewielitsinäßig gleiche Bilumenmassen einer Mischanlage zugeführt werden, so daß ein stets gleichbleibendes Mischungsverhältnis von Füllstoffen zu Bindemitteln gewährleistet werden kann.

Durch die deutsche Auslegeschrift 1067 228 ist nun bereits eine Vorrichtung zur graviinetrischen Durchfhißniessung mit einer volumetrisch messenden Einrichtung bekanntgeworden,, bei tier tlas Strömungsmittel durch eine eingeschnürte Öffnung einer Leitung hindurchgeleitet wird und mit einer Einrichtung, die auf die Druckabfallschwankungen an der Öffnung bei Diirchflußschwankungen anspricht und den· wirksamen Querschnitt der Öffnung so verändert, daß der Druckabfall für eine vorgegebene Dichte im wesentlichen konstant gehalten wird, wobei mit einer die Dichte des Strönniug.smittel.s erfassenden Einrichtung eine solche Änderung des wirksamen Querschnittes der öffnung und des sich ergebenden Druckabfalles bewirkt wirtl, tlaß der wirksame ÖITiiungsqiier.sclinitt dem graviinetrischen Durchfluß des Strömungsmittel;; entspricht. Diese bekannte Vorrichtung, die für tlie Diirchflußniessung bei Benzin entwickelt wurde, ist einerseits in ihrem Aufbau komph'/.icrt und andererseits nur für dünnflüssige, laminar strömende Flüssigkeiten geeignet, nicht jedoch für hochviskose Bindemittel, wie z. B. Teer, l;ji tluiien sich die bei der vorbekannten Einrichtung für den Meßvorgang erforderlichen Strömungsvcrhältnis'.e praktisch nicht erreichen lassen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfache Fördereinrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe sich;beliebige Bindemittel insbesondere aber hochviskose Bindemittel, wie z. B. Bitumen 5 oder Teer, unabhängig von tier jeweiligen Bindemitteltcmperaüir so fördern lassen, daß bei chargenweisem Arbeiten stets insgesamt gleich große Bindemittehnassen gefördert werden oder kontinuierlich pro Zeiteinheit eine stets gleichbleibende Bindemittelmasse gefördert wird.

Dieses Ziel wird mit einer Einrichtung der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, daß gemäß tier Erfindung'ein über das Dichtnießgerät verstellbares Getriebe vorgesehen ist, das entweder zwischen einem an sich bekannten volumetrischen Mengenzähler und dem Steuergerät für tlie Fördereinrichtung oder zwischen einem Antrieb konstanter Drehzahl für tlie Fördervorrichtung und tlieser selbst angeordnet ist.

so Bei tier erfindungsgemäßen Einrichtung wirtl somit gemäß einer ersten Alternative die Volumenmessung mit einem volumetrischen Mengenzähler durchgefühlt, während gemäß einer zweiten Alternative ein Ausgangswert für tlas pro Zeiteinheit geförderte Volumen dadurch gewonnen wird, tlaß tlie Fördereinrichtung für das ,Bindemittel mit einem Antrieb" ausgestattet ist, welcher mit konstanter, DrcTizahl aibeitet. Um gemäß der ersten AIternafive"eine vorgegebene Masse ties Bindemittels imiei halb beliebiger Zeit zu fördern, ist zwischen dem Mengenzähler und dem Steuergerät, welches den Beginn und das Ende ties E^;örtlerVorganges festlegt, ein Getriebe vorgesehen, welches ein Maß für die Dichte des Bindemittels liefert. Um gemäß der zweiten Alternative

J5 inneihalb einer vorgegebenen Zeit jeweils eine konstante Masse des Bindemittels zu fördern, ist das Getriebe, dessen jeweilige Übersetzung durch tlie Dichte des Bindemittels bestimmt wirtl, zwischen den Antrieb und tlie Fördervorrichtung eingefügt.

\o Bei beiden Ausfülmingsformen hat es sich als günstig erwiesen, wenn das Dichtemeßgcrät als Schwimmer ausgebildet ist, mit dem eine Kraftquelle, insbesondere eine Speicherkraft gekoppelt ist und wenn mit Hilfe eines zwischen Schwimmer und Speicherkraft angeordneten Übertragungsglied eine Verstellvorrichtung zur Verstellung der Kraftquelle bis zum Verschwinden der aniübertragungsglied auf-

' tretenden DiffercnzkrafT steuerbar ist und wenn ferner die Verstellvorrichtung mit dem Getriebe zu dessen Verstellung gekoppelt ist. Auf Grund der Tatsache, daß zwischen dem Schwimmer, der ein einfaches und robustes Dichtmeßgerät bildet und dem Getriebe eine besondere Verstellvorrichtung vorgesehen ist, läßt sich nämlich eine wesentlich feinfühligere Verstellung

ties Getriebes erreichen als wenn der Schwimmer unmittelbar auf das Getriebe einwirken würde. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Verstellvorrichtung in Weiterbildung der Erfindung eine Servovorrichtung zur Verstellung der Kraftquelle enthält, in der aus dem Steuersignal des Schwimmers und einer Bezugsgröße ein Differenzsignal gebildet wird und wenn die Bezugsgröße zusammen mit der Förderung solange verändert wird, bis das Differenzsignal verschwindet, so daß also eine Nullmethodc zum Konstanthalten der Förderleistung herangezogen .wird.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend an Hand von in der Zeichnung

dargestellten Ausführungsbei.vpielen .näher erläutert. Es zeigt : .·.'■

Fig. 1 eine scheniatische.Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemüßen Einrichtimg zur Förderung einer vorgegebenen Binileinittelinasse innerhalb beliebiger Zeil,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausfiilirungsforin einer erfindungsgeinäßeii Einrichtung zur Förderung einer vorgegebenen Bindeniittelniasse pro Zeiteinheit und

F i g. 3 eine Detäildarstelliing einer erfindungsgemäßen Einrichtung gemäß F i g. I.

Hei dem in F i g. Γ dargestellten Ausführungsbeispiel enthält ein Bitumentank. 100 einen Vorrat erhitzten, flüssigen Bitumens 102, in das ein Signalgeber 104 zur Erzeugung eines dichteabhäiigigen Signals eintaucht. Durch eine Leitung 106 und über einen üblichen Volunien-Durchfhifl/ähler, wie beispielsweise einen Ovalradzähler 1OH, ist eine Pumpe 110 an den Bitunientank 100 angeschlossen, die über einen Schalter 112 in Gang gesetzt werden kann und das Bitumen in einen Inipaktor 114 fördert. Der Signalgeber 104 kann je nach Art der Stenciling direkt (Hler über einen Wandler 116 und ein Dil'ferentialglied 118 zur Erzeugung eines DilFerei.izsignals bei Verwendung einer sogenannten Nullmethode mit einem Stellglied 120 gekuppelt sein. Der Ovalradzähler 108 ist beispielsweise über eine biej^iine" Welle und über ein vom Stellglied 120 in seiner Übersetzung steuerbares Getriebe 122 mit einem Massenanzeigegerät 124 gekoppelt, tlas mit einstellbaien Endschaltern 126 veisehen ist, um bei Anzeige der gewünschten geförderten Bitiimeimiasse beispielsweise einen Stromkreis für die Betätigung des Schalters 112 zu schließen.

Winl nun bei steigender (fallender) Temperatur des Bitumens 102 das Getriebe 122 durch das Stellglied 120 derart in seiner Übersetzung geändert, daß pro Meßeinheit des Massenanzeigegeräts 124 mehr (weniger) Umdrehungen des Ovalradzählers 108 erforderlich werden, so kann dadurch die Diehteänderung des Bitumens selbsttätig berücksichtigt werden, d. h. die Pumpe 110 wird jeweils nach Förderung der gewünschten Bitumenmasse stillgelegt.

En F ig. 2 enthält ein Bitunientank 10 ebenfalls einen Vorrat erhitzten, flüssigen Bitumens 12, in ύύη ein Schwimmkörper 14 völlig eingetaucht ist. Am Schwiminerkörper ist ein Winkelgestänge 15 befestigt, das in einem an einer Wand 16 des Tanks 10 befestigten Gelenk 18 um eine horizontale Achse schwenkbar gelagert ist. Um den Einfluß von Strömungen im flüssigen Bitumen auf den Schwimnierkörper auszuschalten, ist dier.er von einem Korbgehäuse 20 umgeben, welches ebenfalls an der Wand 16 befestigt ist. Das Winkelgestänge 15 ragt aus dem flüssigen Bitumen mit einem ungefähr senkrechten Arm 22 heraus, an dessen oberem Ende ein durch die Wand 16 hindurchgeführtes Gestänge, ein Zugseil oder eine Kette 24 befestigt ist.

In einem an der Wand 16 vorgesehenen Rohransatzstück 26 ist ein Führungskörper 28 für einen in diesem horizontal verschiebbaren ölsteuerkolben 30 angeordnet; der Führungskörper 28 weist über dem ölslcucrkolbcn zwei das Rohransalzstück durchsetzende Bohrungen 32 und. 34 sowie unter dem ölsteuerkolben eine das RohransatzsUick „ebenfalls durchsetzende Bohrung 3d auf, deren Durchmesser größer als derjenigen der beiden Bohrungen 32 und 34 ist. Im Ölsteuerkolben 30 sind zwei V-förmig angeordnete Bohrungen J8 und 40 vorgesehen, deren obere Mündungen einen um ungefähr, einen Durchmesser der Bohrungen 32 und 34 größeren Abstand voneinander aufweisen als die Bohrungen 32 und 34 im Führungskörper 28.. Eine in die Bohrung 32 . mündende Sieueiölleituijg 42 sowie eine in die Eioh-

■ rung 3-1 mündende Steiierölleitung 44 führt zu je eine"r

■ Stirnwand eines Zylinders 46, in dem ein an einer ίο Kolbenstange 48 befestigter Kolben 50 verschiebbar ist. Von dem Zylinder 46 führen ferner Olrücklaiir>. leitungen 52 und 54 zu einer Pumpe, die in die Bohrung 36 des Führiingskörpers 28 fördert. An der Kolbenstange 48 ist für eine Schraubenfeiler 58 ein Widerlager 60 befestigt; an dem ein Zeiger 61 angeordnet ist, dem eine mit Dichtewerten beschriftete Skala 62 zugeordnet ist. E)ie Schraubenfeder 58 greift am einen und die Kette 24 am anderen Ende des Ölsteuerkolbens 30 an, der bei einer dem momentanen Wert der Dichte des Bitumens entsprechenden Stellung des Kolbens 50 sowie der Kolbenstange 48 die in der Zeichnung dargestellte E.age einnimmt, in der der ölsteuerkolben 30 gleiche Bruchteile der Bohrung il und 34 des Führungs-

i,5 körpers freigibt.

Von einer Fördervorrichtung ist lediglich ein mit einer Welle 64 drehfest verbundenes Getrieberad 66_,

"*" sowie ein mit einer Welle 68 umlaufender und mit dem Getrieberad 66 zusammenwirkender-,-Cietnebekonus 70 gezeigt. Das. Getrieberad 66-kif längs seiner Welle 64 mittels der Kolbenstange 48 in beiden Richtungen verschiebbar, so daß die Übersetzung zwischen Getrieberad 66 und Getriebekonus 70 vom Kolben 50 gesteuert werden kann. Anstatt der eben beschriebenen Konstruktion können auch andere Getriebekonstruktionen, wie beispielsweise ein P.E. V.Getriebe oder elektrische Steuermittel verwendet werden, mit deren Hilfe die Bindeniittelförderung entsprechend der E.age des Stellgliedes für die Bezugsgröße, beispielsweise des Widerlagers 60, verstellbar ist. ■ · ' "

Im folgenden wird die Wirkungsweise der erfin-

dungsgemäßen Einrichtung gemäß Fig.¹3 erläutert:

In der dargestellten Gleichgewichtslage des 01-

t5 steueikolbens 30 fördert die Pumpe-56 gleiche ölmengen in die Steuerölleitimgen 42 und 44, so daß der Kolben 50 seine Lage beibehält. Erhöht sich nun die Temperatur des flüssigen Bitumens, so sinkt seine Dichte, so daß die Differenz zwischen Gewicht' und Auftrieb des Schwimnierkörpers größer wird, und der Schwimmer versucht, entgegen der Wirkung der Schraubenfeder 58 abzusinken.' E~)er ölsleuerkolben 30 wird dadurch nach links gezogen, so daß die Pumpe 56 über die Bohrung 36 des Führungskörpers 28, die Bohrung 40 des ölsteuerkolbens und die Bohrung 34 des Fühlungskörpers mehr öl in die Steueröileitung 44 als über die Bohrungen 38 und 32 in die Steuerölleitung 42 fördert. Auf diese Weise entsteht links des Kolbens 50 im Zylinder 46 ein höherer Druck als rechts des Kolbens, da die Pumpe über die ölrücklaufleitungen 52 und 54 allein in beiden Zylinderräumen jeweils eine gleich große Druckerniedrigung herbeiführen würde. Der Kolben wird also so lange nach rechts verschoben, bis die

6g Kraft der mittels der Kolbenstange 48 ausgezogenen Schraubenfeder 58 gleich der vom Schwimmerkörper 14 auf ilen ölsteuerkolben 30 ausgeübten Kraft ist, so daß der ölsteuerkolben 30 und der Schwimmer-

körper 14 wieder die dargestellte Mittcllage einnehmen. Gleichzeitig wird das Getrieberad 66 auf seiner mit konstanter Drehzahl angetriebenen Welle 64 nach rechts verschoben, so daß die Übersetzung Gctricberad-Getricbckonus entsprechend der Dichteänderung des Bitumens und damit die Bilumenförderung geändert wird, d. h. die pro Zeiteinheit geförderte Bitumen-Litermcngc wird vergrößert. Genau der umgekehrte Vorgang läuft bei einer Temperaturerniedrigung und somit bei einer Dichtcerhöhung ab. Bei einer Zunahme der Dichte durch Tcmperaturäbnahme wird also die pro Zeiteinheit geförderte Litermenge des Bindemittels verkleinert. Der ölsteucrkolben und der ihn umgebende Fiihrungskörpcr kann aber auch so ausgebildet sein, daß entsprechend der Öffnung der Steuerölleitungen 42 und 44 auch die öffnung der Ölrücklaufleitungcn gesteuert wird, wodurch die auf den Kolben 50 wirkenden Drücke erhöht weiden können.

Mit der Welle 68 kann nun direkt eine Förderpumpe od. dgl. für das Bitumen gekoppelt sein, so daß mit steigender bzw. fallender Temperatur des Bitumens das pro Zeiteinheit geförderte Volumen an Bitumen derart vergrößert bzw. verkleinert wird, daß die pro Zeiteinheit geförderte Masse stets unabhängig von der Bitumen-Temperatur ist.

Wie in Fig. 3-dargestellt ist, kann der Getricbekonus 70 aber auch so angeordnet wcrdeiifdaß sein sich verjüngendes linde in Abänderung des in F i g. 2 dargestellten Ausfülmmgsbcispiclcs nach links weist; bei diesem in Verbindung mit der in F i g. 1 dargestellten Einrichtung verwendbaren Ausführungsbeispiel wird dann mit der Welle 64 der Ovalradzähler 108 und.mit der Welle 68 das Massenanzeigegerät 124 gekoppelt, so daß bei entsprechend gewählten Abmessungen des Getriebekonus am Massenanzeigegerät direkt die für die einzelnen Mischgutchargen erforderlichen Bindemittelmcngcn in Kilogramm abgelesen werden können (in Fig. 3 wurden für die gleichen Teile wie in F i g. 2 dieselben Bezugszeichen gewählt).

Zur Justierung der Hinrichtung nach den Fig. 2 und 3 empfiehlt es sich schließlich, zwischen der Schraubenfeder 58 und dem Widerlager 60 ein in seiner Länge einstellbares Bauelement anzuordnen.

Die Einrichtung gemäß der Erfindung kann mit besonderem Vorteil im Zusammenhang mit dem Mischen von Schüttgut und Bindemitteln nach dem deutschen Patent Nr. 933 497, dem sogenannten Impact Verfahren, verwendet werden. Bei diesem letzteren Verfahren können die zugegebenen prozentualen- Bindemiltelmengen in viel engeren Grenzen als mit anderen Mischverfahren gehalten werden. Zur Vergrößerung des Vorteils des Impacl-Verfahiens ist daher die Anwendung der Πι findung besonders günstig.

Claims (12)

1. Patentansprüche:

   I. Einrichtung zur Förderung eines sich in einer Temperatur ändernden, einem schüttfäliigcn Gut zuzuführenden Bindemittels, wie beispielsweise eines ei wärmten Bitumens oder Teer, mit einem von einem Dichtemeßgerät beeinflußten Steuergerät für eine Fördervorrichtung mit Antrieb, d a d u r c h g ^c k ^c " η ζ e i c h net. daß ein (»5 übei das Dicht mel'gerät (104, 116) verstellbares (!etliche (122) vorgesehen ist, das enlwedi'i zwischen einem an sich bekannten volumetrische!!

   Mcngenzähler (108) und dem Steuergerät (124, 126, 112) für die Fördervorrichtung (110) oder zwischen einem Antrieb konstanter Drehzahl für die Fördervorrichtung (110) und dieser selbst angeordnet ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1 mit einem Schwimmer als Dichtemcßgcrät, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem als Schwimmer (14) ausgebildeten Dichtemeßgerät eine Kraftquelle, insbesondere eine Speicherkraft (58) gekoppelt ist, und daß mit Hilfe eines zwischen Schwimmer und Speicherkraft angeordneten Übertragungsglieds (30) eine Verstellvorrichtung (46,48,50) zur Verstellung der Kraftquelle bis zum Verschwinden der am Übertragungsglied auftretenden Differenzkrafl steuerbar ist, und daß die Verstellvorrichtung ferner mit dem Getriebe (64, 66, 68, 70) zu dessen Vo"s''*""n" »ekoppelt ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeiciinet, uati die Verstellvorrichtung eine Scrvovorrichtung (56) zur Verstellung der Kraftquelle enthält.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsglied ein Steuerschieber (30) einer hydraulischen Scrvovorrichtung ist, die eine mit einem Kolben (50) verbundene Kolbenstange (48) zur Verstellung des Getriebes (64. 66, 68, 70) aufweis.1.:'^. -"
5. 5. Einrichtung nach einem cjef Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftquelle eine Feder (58) mit verstellbarem Widerlager (60) ist.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (60) der Feder (58) mit der Kolbenstange (48) verbunden ist.
7. 7. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (122) ein längs seiner Drehachse (64) verschiebbares, mit der Kolbenstange (48) gekoppeltes Getrieberad (66) aufweist, das mit einem Getriebekonus (70) des Getriebes kämmt.
8. 8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (48) mit einem Zeiger (61) zur Anzeige der Dichte des Bindemittels oder einer davon abhängigen Größe verbunden ist.
9. 9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (14) von einem mit Durchbrochen versehenen Gehäuse (20) umgeben ist.
10. . 10. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb konstanter Drehzahl mit dem Getrieberad (66) und die Fördervorrichtung (110) mit dem Getriebekonus (70) gekoppelt ist.
11. 11. Einrichtung nach einem oder mehicren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumenmeßvorrichtung (108) mit dem Getrieberad (66) und das Massenanzeigegciät (124) mit dem ■ Getriebekonus (70) gekoppelt ist.
12. 12. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung einem lmpact-Mischci vorgeschaltet ist, mit dem ein Mischverfahren gemäß dem deutschen Patent 933 497 durchführbar ist.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen