DE9305275U1

DE9305275U1 - Geräte zur Ermittlung des Bindemittelgehaltes bituminöser Baustoffe

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Publication number: DE9305275U1
Application number: DE9305275U
Authority: DE
Original assignee: Strassentest Acs Baustoff-Pruefsysteme Vertriebs 8755 Alzenau De GmbH
Current assignee: Strassentest Acs Baustoff-Pruefsysteme Vertriebs 8755 Alzenau De GmbH
Priority date: 1993-04-07
Filing date: 1993-04-07
Publication date: 1993-06-09
Anticipated expiration: 2003-04-08
Also published as: DE4335667A1

Description

Dipl.-Phys. Dr. H.-H. Stoflregen Seite 1

Patentanwalt-Europcan Patent Attorney

Strassentest

ACS Baustoff-Prüfsysteme

Vertriebs GmbH

Daimlerstraße 6

8755 Alzenau

Beschreibung

Geräte zur Ermittlung des Bindemittelgehaltes bituminöser Baustoffe

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Ermittlung des Bindemittelgehalts von Proben bituminöser Baustoffe, insbesondere von Asphalten, umfassend einen eine Probeaufnahme aufnehmenden Ofen mit Boden-, Seitenwand und Deckel sowie eine Wägeeinrichtung zur Bestimmung des Gewichts der Probe.

Aus der DE 38 08 888 Al ist ein Verfahren zur Ermittlung des Bindemittelgehalts von bituminösen Baustoffen, insbesondere Asphalten, bekannt, bei dem eine Probe des Baustoffes gewogen, das Bindemittel aus der Probe entfernt, die Probe erneut gewogen und der Bindemittelgehalt aus dem Gewichtsverlust der Probe aufgrund der Entfernung des Bindemittels bestimmt wird. Um zu erreichen, daß die Proben mit verhältnismäßig großen Massen bei vergleichsweise geringem Zeitaufwand analysiert werden können, erfolgt die Entfernung des Bindemittels aus der Probe durch dessen thermischen Abbau.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Verfugung zu stellen, mit Hilfe der sehr genau der Bindemittelgehalt bestimmt werden kann, wobei gleichzeitig sichergestellt sein soll, daß innerhalb kurzer Zeiteinheiten verschiedene Proben geprüft werden können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe einerseits dadurch gelöst, daß die Bodenwand des Ofens von einem ofeninnenseitig die Probeaufnahme tragenden und ofenunterseitig mit der Wägeeinrichtung verbundenen Trägerelement durchsetzt ist.

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Durch diese Maßnahmen kann eine kontinuierliche Wägung der Proben erfolgen, ohne daß die Wägeeinrichtung selbst der für die thermische Zersetzung erforderlichen Wärme ausgesetzt ist. Auch wird das Einbringen bzw. das Entfernen der Proben durch die Wägeeinrichtung nicht behindert, da das mit dieser verbundene Trägerelement wie Stempel allein den Boden durchsetzt.

Die Aufgabe wird des weiteren dadurch gelöst, daß der Ofen ein Kaltwandofen ist. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, die Temperatur des Ofens nach Vornahme einer Analyse überaus schnell abkühlen zu können, um erneut den Bindemittelgehalt einer weiteren Probe bestimmen zu können.

In Ausgestaltung der Erfindung kann die Probenaufnahme als ein topfförmiger Probenbehälter ausgebildet sein, in dem zueinander beabstandet Probenschalen einbringbar sind, die ihrerseits beabstandet zur Innenwandung des Probenbehälters verlaufen. Insbesondere ist jedoch vorgesehen, daß die Probenaufnahme als Siebsatz ausgebildet ist, der aus einem geschlosssenen Boden, mehreren Sieben verschiedener Maschenweite und zwischen diesen verlaufenden Leerringen besteht, welche am Umfang mit Lochung versehen sind, um die Durchlüftung beim Verbrennungsprozeß zu verbessern. Die Teile sind ineinander gesteckt und werden mittels Bügel, der in Laschen am Boden geschoben wird, transportiert.

In besonders hervorzuhebender Ausgestaltung der Erfindung umfaßt die Wägeeinrichtung einen Adapter, der zur Wägezelle der Wägeeinrichtung beabstandbar und seinerseits mit dem Trägerelement wie Stempel verbindbar ist. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, daß bei fehlender Wirkverbindung zwischen dem Adapter und der Wägezelle ersterer in Schwingung derart versetzbar ist, daß die Probeaufnahme eine Rüttelbewegung erfährt. Hierdurch kann die Analysendauer erheblich reduziert werden.

Zur Erzeugung entsprechender Schwingungen ist eine Schwingeinrichtung vorgesehen, die einen Schwingmagneten mit Hubzylinder umfaßt, der elastisch gegenüber dem Ofen bzw. einem diesen aufnehmenden Gestell gelagert ist, und daß der Hubzylinder mittelbar oder unmittelbar mit dem Adapter verbunden ist. Dabei durchsetzt der Hubzylinder eine die Wägezelle aufnehmende Grundplatte, die ihrerseits vorzugsweise zentrisch

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angeordnet ist. Folglich durchsetzt das Trägerelement den Ofenboden selbst zentral.

Um im hinreichenden Umfang Verbrennungsgase zur Verfugung zu stellen, ist ein Gasverteilelement vorgesehen, der von dem Ofendeckel ausgeht und vorzugsweise als Gasverteilerring ausgebildet ist. Dabei kann zur Beschleunigung der thermischen Zersetzung des Bindemittels ein Überangebot an Verbrennungsgasen herrschen.

Um sicherzustellen, daß beim Entfernen der Rauchgase Probenpartikel, die staubförmig sein können, nicht aufgewirbelt und/oder weggesaugt werden, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, daß das Ofeninnere über einen Bypass mit einem Rauchgaskanal verbunden ist, der von einem Rauchgasgebläse ausgeht.

Der Kaltwandofen selbst weist einen Doppelmantel auf, an dessen Innenraum zumindest ein Kühlgebläse angeschlossen ist. Vorzugsweise sind zwei Kühlgebläse vorgesehen, um die Abkühlzeit zu verringern.

Konzentrisch um die Innenwandung des Ofens herum sind die Widerstandselemente vorzugsweise in Form einer Meanderheizung angeordnet. Um die Abstrahlung an das Ofenäußere zu reduzieren, ist innerhalb des Doppelmantels ein umlaufendes Strahlblech vorgesehen.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Thermoanalysegerät bestimmt für bituminöse

Baustoffe,

Fig. 2 einen Schnitt entlang des Thermoanalysegerätes nach Fig. 1 entlang der

Linie B-B und

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Fig. 3 einen Schnitt des Thermoanalysegerätes gemäß Fig. 2 entlang der Linie C-

C.

Den Fig. 1 bis 3 sind verschiedene Schnittdarstellungen eines Thermoanalysegeräte (10) zur Ermittlung des Bindemittelgehaltes bituminöser Baustoffe, insbesondere von Asphalten zu entnehmen. Dabei soll das Gewicht der Probe während des thermischen Abbaus des ursprünglich vorhandenen Bindemittels verfolgt werden.

Das Thermoanalysegerät (10) umfaßt ein Gehäuse (12), in dem als Herzstück ein Kaltwandofen (14) angeordnet ist, in dem die nicht dargestellten Proben eingebracht und deren Gewicht bzw. Gewichtsveränderungen während der thermischen Zersetzung der Bindemittel bestimmt werden soll.

Der Kaltwandofen (14) zylinderförmig Gestalt umfaßt eine Innenwandung (16) und eine Außenwandung (18), die einen Ringraum begrenzen, an den Kühlgebläse (20) und (22) angeschlossen sind, um nach Analyse einer Probe eine schnelle Abkühlung des Kaltwandofens (14) sicherzustellen. Die Kühlluft strömt über ein Abluftrohr (24) aus.

In dem von der Innen- und Außenwandung (16) bzw. (18) gebildeten Ringraum ist ein umlaufendes Strahlblech (26) angeordnet, um die von einem entlang der Innenwandung (16) angeordneten Widerstandselement in Form einer Meanderheizung (28) stammende Strahlung ins Innere des Ofens (14) zu reflektieren.

Um das Gewicht der Proben kontinuierlich bestimmen und verfolgen zu können, ist eine Wägezelle (30) vorhanden, die unterhalb des Ofens (14) angeordnet ist. Die Wägezelle ist auf einer Halteplatte (32) befestigt, die ihrerseits von einem Ofengestell (34) ausgeht. Oberhalb der Wägezelle (30) ist des weiteren eine Halterung (36) angeordnet, die von einem Adapter (38) durchsetzbar ist, der auf die Wägezelle (30) zur Bestimmung des Gewichts einwirkt. Der Adapter (38) ist zur Wägezelle (30) mittels eines Hubgestells (40) beabstandbar, damit die von einem Schwingmagnet (50) hervorgerufene Schwingbzw. Rüttelbewegung nicht auf die Wägezelle (30) übertragen werden kann.

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Der Hubzylinder (42) ist in einer Platte (44) gelagert, die über elastische Abstandselemente (46) mit einer Basisplatte (48) des Ofengestells (34) verbunden ist. Von der Basisplatte (48) selbst geht ein Elektromagnet (50) aus, über den der Hubzylinder (42) in Schwingung versetzt wird.

Von dem Adapter (38) geht ein Trägerelement oder Zapfen (52) aus, der den Boden (54) des Ofens (14) zentral durchsetzt und einen Probenbehälter (56) trägt, in dem beabstandet zueinander Probenschalen (59) zur Aufnahme der zu analysierenden Proben angeordnet sind. Die Probenschalen (59) sind einerseits erwähntermaßen zueinander beabstandet in dem Probenschalenbehälter angeordnet und verlaufen auch beabstandet zur Innenwandung von diesem. Der Probenbehälter (56) ist ofendeckelseitig offen.

Vorzugsweise besteht der Probenbehälter (56) aus einer geschlossenen Bodenfläche und übereinander angeordneten Sieben unterschiedlicher Maschenweiten, die eine Vorklassierung ermöglichen. Zwischen den Sieben sind Leerringe vorhanden, deren Umfangswandungen Durchbrechungen aufweisen, um den Verbrennungsprozeß zu verbessern. Der Probenbehälter ist deckelseitig mit einem engmaschigen Netz verschlossen, um ein Herausspringen bzw. Absaugen mit Probenpartikeln zu vermeiden.

Der Ofen (14) weist einen Deckel (58) auf, der zur Wärmeisolierung ein Strahlblech (60) sowie eine Dämmplatte (62) umfaßt. Um den Deckel (58) in der geöffneten Stellung zu halten, ist ferner eine Gasfeder (64) vorgesehen.

Um die erforderlichen Verbrennungsgase in das Ofeninnere einzuführen, ist eine Gasverteilereinrichtung (66) vorhanden, die vom Deckel (58) ausgeht und ringförmig ausgebildet ist. Die Gasverteilereinrichtung (66) ist über eine Leitung (68) über eine Kupplung (70) an Druckluft anzuschließen. In der Druckluftleitung (68) ist ferner ein Absperrventil (72) sowie ein Schwebekörper-Druckluftmesser (74) vorhanden, der zur Regulierung der Verbrennungsluftzufuhr über die Luftverteilungseinrichtung (66) bestimmt ist. Vorzugsweise soll ein Überangebot an Verbrennungsgasen im Ofen (14) herrschen.

Um die Rauchgase aus dem Ofen (14) zu entfernen, ohne daß die Gefahr besteht, daß 32516B/06.04.1993/kr-sl

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Probenpartikel mit abgesaugt werden, geht vom Ofeninneren ein Anschluß, ein sogenannter Bypass (76) aus, der in einem Kanal (78) mündet, der von einem Rauchgasgebläse (80) ausgeht.

Um die Temperatur sowohl im Inneren des Ofens (14) als auch außerhalb von diesem zu bestimmen, sind Thermoelemente (82) und (84) vorhanden.

Meß- und Anzeigegeräte, über die der zeitliche Verlauf der Gewichtsveränderung der Proben erfaßt bzw. ermittelt werden, sind auf dem Gehäuse (12) angeordnet, und zwar im Ausführungsbeispiel ein Monitor (86), ein Rechner (88), ein Drucker (90) sowie eine Steuereinheit mit einem Temperaturregler (92) sowie einem Hauptschalter (94).

Der Deckel (58) ist über einen elektromagnetischen Türschließer (94) verriegelbar. Ferner ist ein Endschalter (96) angeordnet, der die Stromversorgung für die Meanderheizung dann unterbricht, wenn der Deckel (58) geöffnet ist.

Dadurch, daß der Ofen (14) als Kaltwandofen ausgebildet ist, können in kurzer Zeitfolge Proben analysiert werden. Die Proben selbst können problemlos aus dem Ofen (14) entfernt werden, da die Wägezelle (30) eine Behinderung nicht darstellt. Aufgrund der Entkopplungsmöglichkeit zwischen Wägezelle und dem den Ofenboden (54) durchsetzenden Stempel (52), der den Probenschalenbehälter (46) aufnimmt, besteht des weiteren die Möglichkeit, daß die Proben einer Rüttelbewegung unterworfen werden, wodurch die thermische Zersetzung des Bindemittels beschleunigt werden kann.

Auch ist eine einwandfreie Rauchgasableitung möglich, ohne daß die Gefahr besteht, daß eine Verwirbelung der Probenteilchen erfolgt bzw. diese abgesaugt werden, da das Rauchgas über den Bypass (76) der Rauchgasableitung (78) zugeführt wird.

Das gesamte Thermoanalysegerät (10) weist einen kompakten Aufbau auf und kann mit dem Abgasrohren (24) und (78) an eine stationäre oder auch an eine mobile Filtereinrichtung angeschlossen werden, die an das Gehäuse (12) angeflanscht werden könnte.

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Claims

Dipl.-Phys. Dr. H.-H. Stoffregen Spice \ Patentanwalt-Europcan Patent Attorney Strassentest ACS Baustoff-Prüfsysteme Vertriebs GmbH Daimlerstraße 6 8755 Alzenau «■tant^nsprüche Geräte zur Ermittlung des Bindemittelgehaltes bituminöser Baustoffe

1. Gerät zur Ermittlung des Bindemittelgehaltes von Proben bituminöser Baustoffe, insbesondere von Asphalten, umfassend einen eine Probenaufnahme aufnehmenden Ofen mit Boden-, Seitenwand und Deckel sowie eine Wägeeinrichtung zur Bestimmung des Gewichts der Proben, dadurch gekennzeichnet,

daß die Bodenwand (54) des Ofens (14) von einem ofeninnenseitig die Probenaufnahme (56, 58) tragenden und ofenunterseitig mit der Wägeeinrichtung (30) verbundenen Trägerelement (52) durchsetzt ist.

2. Gerät nach insbesondere Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ofen ein Kaltwandofen (14) ist.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Probenaufnahme einen topfförmigen Probenbehälter (56) mit in diesem zueinander beabstandeten Probenschalen (56) umfaßt.

4. Gerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Probenschalen (58) beabstandet zur Probenbehälterinnenwandung

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verlaufen.

5. Gerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Wägeeinrichtung eine Wägezelle umfaßt, die über einen Adapter (38) mit dem Trägerelement wie Stempel (52) verbunden ist.

6. Gerät nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,

daß bei fehlender Wirkverbindung zwischen der Wägezelle (30) und dem Trägerelement (52) auf diese eine Schwingeinrichtung (40, 42, 50) einwirkt.

7. Gerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Schwingeinrichtung einen Schwingmagneten (50) mit Hubzylinder (42) umfaßt, der elastisch gegenüber dem Ofen (14) gelagert ist, und daß der Zylinder (42) mittelbar oder unmittelbar mit dem Adapter (38) verbunden ist.

8. Gerät nach zumindest Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Hubzylinder (40) bzw. ein von diesem ausgehendes Hubgestell (40) eine die Wägezelle (30) aufnehmende Grundplatte (32) durchsetzt.

9. Gerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß der Deckel (58) innenseitig ein Gasverteilerelement (66) wie Gasverteilungsring aufweist.

10. Gerät nach zumindest Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Gasverteilerelement (66) mit einer Druckluftquelle (70) verbindbar ist.

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11. Gerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß das Ofeninnere über einen Bypass (76) mit einer ein Gebläse aufweisenden Rauchgasableitung (78) verbunden ist.

12. Gerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Seitenwand des Kaltwandofens (14) aus einem Doppelmantel (16, 18) besteht, in dessen Innenraum zumindest mit einem Kühlgebläse (20, 22) verbunden ist.

13. Gerät nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,

daß der von dem Doppelmantel (16,18) begrenzte Innenraum an zwei Kühlgebläse (20, 22) angeschlossen ist.

14. Gerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß entlang der Innenwandung (16) des Kaltwandofens (18) eine Widerstandsheizung in Form einer Meanderheizung (28) angeordnet ist.

15. Gerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß innerhalb des von dem Doppelmantel (16, 18) des Kaltwandofens (14) umgebenden Ringraums ein umlaufendes Strahlelement wie Strahlblech (26) angeordnet ist.

16. Gerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß der Probenbehälter aus übereinander angeordneten Sieben unterschiedlicher Maschenweiten besteht, die über Durchbrechungen aufweisende Leerringe beabstandet sind.

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