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Maschine und Verfahren zum Herstellen von Betonträgern
Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Herstellen von Betonträgern in einem Giessbett, über dem in einem gemeinsamen, mittels Rädern auf Schienen verfahrbaren Rahmen Betonbehälter mit zwei
Trichtern und Formeinrichtungen angeordnet sind.
Ziel der Erfindung ist es, eine Maschine obiger Bauart derart zu gestalten, dass damit Träger hergestellt werden können, in denen leichte Kerne eingebettet sind. Diese Kerne aus feinzerteiltem, leichten Material verbessern, wenn sie im Träger verbleiben, erheblich die akustische und wärmedämmende Isolation.
Die Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass der in Fahrtrichtung des
Rahmens vordere Trichter zur Aufnahme eines leichten Kernmaterials und der hintere Trichter zur
Aufnahme von Giessbeton dient, wobei an die Trichter Formvorrichtungen angeschlossen sind, die aus dem vom vorderen Trichter austretenden Material einen oder mehrere Kerne und gemeinsam mit den
Seitenwänden des Giessbettes aus dem vom hinteren Trichter austretenden Material die obere Wand und die Seitenwände bzw. die Trennrippen des Trägers bilden, wobei die Formvorrichtung für die Kerne aus einer langgestreckten oberen Wand und einem Paar Seitenwänden sowie einer vorderen Abschlusswand besteht, und die Seitenwände vorzugsweise mit nach innen gerichteten Abwinkelungen an den freien Unterkanten versehen sind.
Mit einer derart ausgebildeten Maschine können die Kerne in einem Arbeitsgang mit der Bildung des Trägers hergestellt werden.
Eine besonders günstige Ausbildungsform der Erfindung ist weiter dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Trichter unmittelbar an die Kernform anschliesst und der hintere Trichter zwischen dem vorderen Trichter und dem hinteren Ende der Formvorrichtung für die Kerne liegt, wobei eine horizontale Platte sich quer über das Giessbett erstreckt und die Oberfläche des Giessbetons zwischen den Wänden des Giessbettes auf eine vorbestimmte Höhe bringt.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung näher dargestellt, an Hand derer im folgenden weitere Merkmale der Erfindung erläutert werden. Die Fig. l und 2 zeigen schematisiert eine Ansicht und eine Draufsicht auf das Giessbett und die Fahrschiene samt der Maschine ; die Fig. 3, 4 und 5 sind vertikale Schnitte in vergrössertem Massstab entlang den Linien 3-3, 4-4 und 5-5 in den Fig. l bzw. 2, Fig. 6 ist eine Seitenansicht desselben Giessbettes und der Fahrschiene wie in Fig. 1 und 2, wobei jedoch die Giessmaschine und die Trockenhauben gezeigt sind ;
Fig. 7 ist eine Vorderansicht der Giessmaschine zusammen mit einem vertikalen Schnitt durch das Giessbett entlang der Linie 7-7 in Fig. 6, Fig. 8 ist ein Längsschnitt in vergrössertem Massstab durch den Hauptteil der in den Fig. 6 und 7
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perspektivische Teilansicht der Maschine, während das getrocknete Gussstück in Träger von gewünschter Länge geschnitten wird ; Fig. 13 und 14 sind perspektivische Ansichten eines mit der Maschine gemäss der Erfindung hergestellten Trägers bzw. von dessen Ober- und Unterflächen, wobei gezeigt wird, wie der Träger für Transport- und Einbauzwecke erfasst werden kann ; Fig. 1S zeigt einen vertikalen
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Teilschnitt durch die Träger zur Bildung eines Bodens oder einer Decke ;
Fig. 16 ist eine Oberansicht einer andern Form der erfindungsgemässen Giessmaschine ; Fig. 17 ist ein Längsschnitt durch die Giessmaschine entlang der Linie 17-17 in Fig. 16 ; Fig. 18 eine Hinteransicht der Giessmaschine, teilweise entlang der Linie 18-18 in Fig. 17 geschnitten und Fig. 19 ist eine perspektivische Teilansicht eines durch die in den Fig. 16 bis 18 gezeigte Maschine hergestellten hohlen Betonträgers.
Die in den Fig. 1 bis 12 dargestellte Maschine ist geeignet zum Herstellen von hohlen vorgespannten Betonkonstruktionsteilen von länglicher im allgemeinen rechtwinkliger Form, die nachfolgend als Träger bezeichnet werden und die in den Fig. 13 bis 15 gezeigte Konstruktion aufweisen. Ein Träger --20-- besteht aus einer unteren Schicht oder Bodenwand --21-- mit einer Nennbreite von 1220 mm und einer Dicke oder Tiefe von etwa 41 bis 44 mm, aus einer oberen Schicht
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jeder etwa 305 mm breit und zwischen etwa 114 und 121 mm tief ist. Es wird natürlich verständlich sein, dass diese Abmessungen nur beispielsweise gewählt sind.
Obwohl die Maschine, die hier beschrieben wird, zum Formen von Trägern verwendet werden kann, bei denen die Ober- und Bodenwände und die Rippen alle aus derselben Betonart hergestellt sind, ist die Erfindung besonders auf einen Träger gerichtet, bei dem die Bodenwand --21-- aus einer leichten Trockenmischung aus Zuschlagstoff und Zement in einer Zusammensetzung hergestellt ist, die derjenigen ähnlich ist, die bei der Herstellung von Betonblöcken verwendet wird, die allgemein als Trockenbeton bezeichnet werden, während die Oberwand--22--und die Rippen--23 bis 26-aus einer relativ dichten, strukturell festen, nassen Betonmischung hergestellt sind, wobei die Unterseiten der Rippen in dem fertigen Produkt mit der Bodenwand fest verbunden sind.
Wegen der Porosität der die Bodenwand bildenden trockenen Mischung werden die Akustik- und Isolationswerte des Trägers verbessert und sein Gesamtgewicht verringert. Eine Bodenwand aus Trockenbeton bildet auch eine bessere Decke, wenn der Träger als Überkopfbauteil verwendet wird, da in seine Oberfläche Nägel eingeschlagen und öffnungen für Elektroinstallationen u. dgl. darin viel leichter hergestellt werden können, als wenn eine nasse Mischung verwendet worden wäre.
Wie es am besten in Fig. 15 gezeigt ist, enthält der Träger-20-vorzugsweise eine Vielzahl von Vorspanngliedern oder Kabeln --30-- in geeigneter Grösse, Festigkeit und Anzahl, um das gewünschte Mass von Vorspannung in dem Träger zu erzeugen, und ausserdem kann er Verstärkungselemente, wie z. B. quergerichtete Stangen--31--enthalten, um den Festigkeitserfordernissen des Verwendungszweckes zu genügen, für den der Träger bestimmt ist.
Die Vorspannelemente sind alle in den Teilen des Trägers angeordnet und mit ihnen verbunden, die aus hochfestem nassen Beton hergestellt sind, d. h. in der gezeigten Ausführungsform in den Rippen--23 bis 26--und in der Oberwand--22--. Die Verstärkungselemente müssen auch so angeordnet werden, dass sie den nassen Beton verbinden, selbst wenn Abschnitte von ihnen durch die konstruktiv schwache Trockenbeton-Bodenwand--21--hindurchlaufen
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geringfügig kompressibel und etwas flüssig ist und das kein Wasser absorbiert, wie z. B. Vermiculit. Ein Material, das bei der Ausführung der Erfindung mit grossem Erfolg verwendet wurde, ist neues wasserabstossendes Vermiculit, Type Zonolite, das körnig, trocken, widerstandsfähig und relativ frei fliessend ist und ein spez.
Gewicht von nur etwa 112 kg/m3 hat.
Da einige der Vorteile der Erfindung teilweise auf die Verwendung von zwei verschiedenen Arten von Beton zurückzuführen sind, sollte verständlich sein, dass die Begriffe "trockener" und "nasser" Beton, wie sie hier verwendet werden, die folgende Bedeutung haben: Mit "trockenem" Beton ist ein im wesentlichen nicht flüssiges Gemisch aus Zuschlagstoff, Zement und Wasser gemeint, das ein spez. Gewicht von etwa 455 kg/m3, geringe konstruktive Festigkeit und einen Kegelprüfwert von annähernd Null hat.
Beispielsweise besteht ein typisches Trockenbetongemisch, das beim Durchführen der Erfindung verwendet wurde, aus etwa 370 kg expandiertem Schiefer, 85 kg Zement und
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beim Durchführen der Erfindung geeignet ist, besteht aus etwa 330 kg Kalkstein von 0, 125 bis 0, 375 mm, etwa 330 kg expandiertem Schiefer von 0, 25 mm bis zu Staub, etwa 235 kg Zement und ausreichend Wasser, um einen Kegelprüfwert von 152 mm zu ergeben.
Gemäss den Fig. 1 bis 5 besteht der feststehende Abschnitt der gezeigten Maschine aus einem trogähnlichen Giessbett --33-- und einer zugehörigen Fahrschiene-34-, die auf einem ortsfesten Untergrund --35-- auf geeignete Weise, beispielsweise durch quergerichtete Träger --36--,
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m--38-- ist mit einer Vielzahl von entsprechend angeordneten Bohrungen--39--versehen, durch die die Enden der Vorspannglieder während des Vorspannens hindurchgehen.
Das Giessbett-33--, das an beiden Enden offen ist, besteht aus einem Unterteil-40- (Fig. 3) mit einem Paar längsgerichteten horizontal angeordneten Seitenrändern --41--, einer Bodenauskleidung-42--, deren Oberfläche so geformt ist, dass sie mit der gewünschten Gestalt der Bodenfläche des zu giessenden Trägers übereinstimmt, und einem Paar abnehmbarer Seitenwände - -43--, die ebenfalls so geformt sind, dass sie mit der gewünschten Gestalt der Seitenflächen des Trägers übereinstimmen.
Die Seitenwände --43-- sind aus Metall hergestellt und mit umgebogenen L-förmigen Bodenflanschen --44-- versehen, die auf den Rändern-41-des Unterteiles-40- aufliegen, und sie umfassen und mit diesen auf geeignete Weise lösbar verbunden sind, beispielsweise durch Stifte-45-, die an dem Unterteil --40-- befestigt sind, durch Bohrungen --46-- in den Flanschen --44-- hindurchgehen und Befestigungskeile-47-aufnehmen. Die Seitenwände - laufen nach oben gegeneinander unter einem kleinen Winkel zusammen und sind mit nach innen hervorstehenden Rippen --48-- versehen, die in den Seitenwänden-23 und 26-des Trägers sich längs erstreckende Nuten--49--bilden (Fig.
13 bis 15), und mit nach aussen gebogenen oberen Rändern-50--, die die Ebene der Oberfläche der Oberwand--22--des Trägers bilden.
Die Bodenauskleidung--42--des Giessbettes kann aus jedem geeigneten Material bestehen, das in die gewünschte Form gebracht werden kann und das eine glatte Oberfläche bildet, an der der die Bodenwand des Trägers bildende Beton nicht haftet. Obwohl Fiberglas zu diesem Zweck zufriedenstellend verwendet wurde, ist es vorzuziehen, die Auskleidung --42-- aus Metall, wie z. B.
Stahl, herzustellen und sie vor jedem Giessvorgang mit einem Trennmittel zu überziehen. Wie es am besten in Fig. 3 gezeigt ist, ist die Auskleidung mit abgerundeten Kanten --51-- und mit einem Paar längsgerichteten, nach oben hervorstehenden Rippen --52-- versehen, die entsprechend die Bodenkanten --53-- und die dekorative Verbindungsstellen andeutenden Vertiefungen --54-- in der Bodenfläche des Trägers (Fig. 14 und 15) bilden.
Angenommen, dass sich die Seitenwände --43-- des Giessbettes --33-- in ihrer Lage befinden und dass die Oberfläche der Auskleidung --42-- und die Innenflächen der Seitenwände - mit einem geeignten Trennmittel überzogen worden sind, dann besteht die erste Massnahme darin, in dem Bett eine dichte Schicht aus Trockenbeton zu bilden, die geeignet ist, die Bodenwand des Trägers zu bilden, der letzten Endes in eine Vielzahl von vorgespannten Trägern der in den Fig. 13 bis 15 gezeigten Konstruktion geschnitten wird.
Zu diesem Zweck sind zwei Teile-55 bzw. 56-- (Fig.1 und 2) der beweglichen Ausrüstung vorgesehen, von denen--55--eine Trichtereinheit ist, mittels der das trockene Betongemisch in das Bett eingebracht und vorbereitend ausgeglichen wird, während --56-- eine Walzeneinheit ist, die dazu dient, den Trockenbeton in eine feste Lage --21-- von vorbestimmter Dicke zu walzen und gleichzeitig in der Oberfläche der Schicht eine Vielzahl von längsgerichteten in Querrichtung im Abstand angeordneten Vertiefungen oder Nuten--57, 58, 59 und 60-- (Fig. 2 und 5) auszubilden, die letztlich die unteren Enden der Seitenwände und der Trennrippen - -23, 24, 25 bzw. 26-des fertiggestellten Trägers aus Nassbeton aufnehmen.
Die Trichtereinheit-55-besteht aus einem offenen Rahmen --61-- mit vier Stützrädern
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werden, oder es können Trichter mit unterschiedlichen Höhen auf dem Rahmen austauschbar verwendet werden, so dass die Bodenkante --64-- der Rückwand des Trichters als Richtlatte oder
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Streichblech dient, um die anfängliche Dicke der Trockenbetonschicht --21-- herzustellen. Die Kante --64-- kann auf Wunsch mit einer Vielzahl von abnehmbaren Kratzern --65-- versehen sein, die die Nuten --57 bis 60--in der Oberfläche des Trockenbetons herstellen.
Der Trichterrahmen--61--trägt auch ein Paar Rollen--66--, die an der Rückseite des unteren Endes des Trichters --63-- und dicht neben den Bettseitenwänden --43-- angeordnet sind und eine anfängliche Verdichtung der Seitenkanten der Trockenbetonschicht in den Bereichen bewirken, die von
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vorwärtsbewegt werden.
Die Walzeneinheit --56-- weist auch einen offenen Rahmen --67-- mit Stützrädern - auf, die auf den Schienen--37--der Fahrschiene laufen können, wobei die beiden Vorderräder vorzugsweise durch einen geeigneten Ketten-und Kettenradmechanismus--69--über einen Motor --70-- angetrieben werden, der auf der Oberseite des Rahmens --67-- angebracht ist.
Eine Walze --71-- mit einer Achse --72--, die sich quer zu dem Giessbett erstreckt, ist mit dem Rahmen --67-- über ein Paar Hebelarme--73--verbunden, deren hintere Enden die Achse - aufnehmen, während die vorderen Enden an einem quergerichteten Element --74-- des Rahmens schwenkbar angeordnet sind. Wie der Trichter--63--hat die Walze--71--eine Breite, die nur geringfügig kleiner ist als der Abstand zwischen den oberen Enden der Bettseitenwände - und ist mit einer Vielzahl von in Querrichtung im Abstand angeordneten Umfangsrippen - -75, 76, 77 und 78-von genauer Grösse und Lage versehen, um in die Nuten-57, 58, 59 bzw.
60-in der Oberfläche der Trockenbetonschicht-21-einzugreifen. Das Gewicht der Walze --71-- kann verändert werden, beispielsweise durch Füllen der Walze mit Wasser, so dass der Trockenbeton schliesslich auf die gewünschte Dicke der Bodenwand des fertiggestellten Trägers verdichtet werden kann. Um die Walze --71-- auzuheben und in einer angehobenen Lage festzuhalten, wenn sie nicht zum Verdichten des Trockenbetons verwendet wird, sind ein Paar Ketten
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bestimmt wird. Wenn es erwünscht ist, kann der Trichter--63--in der Nähe seines unteren Endes mit einem Absperrschieber--83--zum Steuern der Betonzufuhr in das Bett versehen werden, obwohl ein derartiger Schieber nicht wesentlich ist.
Wenn sich die Trichtereinheit-55-- vorwärtsbewegt, bilden die Kratzer--65--die Nuten--57 bis 60--in der Oberfläche des Betons, und die Rollen--66--verdichten die Seitenkanten des Betons in den Bereichen unmittelbar neben den Bettseitenwänden--43--.
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umgebogenen Enden der Stange in nach oben gerichtete Stellungen dicht in der Nähe der Seitenwände - stehen bleiben. Die Walzeneinheit--56--wird dann auf die Fahrschiene aufgesetzt und über den Abschnitt der Trockenbetonschicht hin- und herbewegt, in den die Verstärkungselemente eingesetzt wurden, bis sich der Beton bis zu dem genauen Grad verdichtet hat.
Infolge des Zusammenlaufens der Seitenwände --43-- hat der Abschnitt der Walze--71--, der den Beton berührt, eine geringere Breite als die Betonschicht selbst, so dass die Walzenrippen-75 und 78-nur die inneren Abschnitte der Nuten-57 und 60--verdichten und die Abschnitte, in denen die nach oben gebogenen Enden der Verstärkungsstange--31--angeordnet sind, nicht walzen. Wie Fig. 5 zeigt, lässt der Walzvorgang die Oberflächen der Stangen--31--in jeder der Nuten-57 bis 60--0 frei liegen, was eine Besonderheit darstellt, die den nachfolgenden Vorgang des Durchziehens der
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Vorspannkabel durch das Bett erleichtert und ausserdem ermöglicht, dass die Stangen mit dem Nassbeton verbunden werden, wenn dieser eingegossen wird.
Sobald die Trockenbetonschicht in das Giessbett eingebracht worden ist, die Verstärkungselemente darin angeordnet sind und die Schicht gewalzt und wie oben beschrieben, verdichtet worden ist, können die nächsten Schritte, durch die in den Fig. 6 bis 11 dargestellte Ausrüstung ausgeführt werden. Diese Schritte umfassen das Anordnen und Sperren der Vorspannelemente, das Giessen der Vermiculit-Kerne, das gleichzeitige Herumgiessen der Nassbeton-Seitenwände, der Nassbeton-Trennrippen und der Nassbeton-Oberwand des Trägers und das Trocknen des Gussstückes.
Wie in Fig. 6 und 7 gezeigt, werden die Vospannkabel --30-- durch die Bohrungen--39--
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hindurchgeführt und an ihren vorderen Enden auf geeignete Weise befestigt. In der gezeigten Ausführungsform werden sechs Vorspannkabel verwendet, von denen vier in einer etwa horizontalen Ebene in einem geringen Abstand über der Trockenbetonschicht --21--, u.zw. je eines in der vertikalen Ebene der Mittellinie jeder Nut-57 bis 60--, angeordnet werden, während die anderen beiden so hoch angeordnet werden, dass sie in der Oberwand --22-- des fertiggestellten Trägers in denselben vertikalen Ebenen liegen wie die unteren Kabel, die über den Nuten-58 und 59-liegen.
Wie vorher erwähnt, kann das Durchziehen der Kabel durch das Bett leicht durchgeführt werden durch Anbringen ihrer vorderen Enden an einem Querelement des Rahmens --67-- der Walzeneinheit und durch Vorwärtsbewegen derselben vom hinteren Ende zum vorderen Ende der Fahrschiene-34-, wobei die freiliegenden Abschnitte der Verstärkungsstangen-31-in den Nuten-57 bis 60-dazu dienen, um die Kabel zu stützen und zu ermöglichen, dass sie ohne Beschädigung der gewalzten Oberflächen des Trockenbetons an den Grundflächen der Nuten leicht durchgezogen werden können.
Nachdem die Kabel angeordnet und an ihren vorderen Enden befestigt worden sind, können sie in herkömmlicher Weise mittels an ihren hinteren Enden angebrachten Winden auf die gewünschte Spannung vorgespannt werden.
Wenn sich die Vorspannkabel in ihrer Lage befinden, kann die Ausbildung des Trägers mittels der in den Fig. 6 bis 9 mit --84-- bezeichneten Vorrichtung, die hier allgemein als Giessmaschine bezeichnet wird, vervollständigt werden. Wie gezeigt, besteht die Giessmaschine --84-- aus einem offenen Rahmen--85-, der auf Rädern --86-- entlant der Fahrschiene--34--entlanglaufen kann und einen vorderen Trichter --87-- trägt, um drei Kernformen --88-- Vermiculit zuzuführen, einen hinteren Trichter --89-- und eine zugehörige Förderrinne --90-- zum Verteilen von Nassbeton auf der Oberseite und entlang und die Seitenwand-und Trennrippen-23 bis 26-des
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Vielzahl von Kabelführungshaken--101 und 102--lösbar angebracht sind,
die hakenförmige Finger - aufweisen, die die vorgespannten Kabel --30-- erfassen und in den genauen Höhen tragen, wenn die Nassbetonabschnitte des Trägers gegossen werden.
Wie es am besten in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist, besteht jede Kernform --88-- aus einer oberen Wand--104--, einem Paar Seitenwänden --105-- und einer Vorderwand-106-, während das hintere Ende offen ist und die Unterkanten der Seitenwände vorzugsweise gegeneinander
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--108-- getragen,--104-- der Formen angeschweisst oder auf andere Weise befestigt sind, während die Bettplatte wieder an ihren vorderen und hinteren Enden durch Schweissverbindungen mit der Unterkante des vorderen Stützträgers --98-- bzw. mit der Vorderwand-109-der Zuführrinne-90getragen wird.
Wie es in Fig. 8 gezeigt ist, ist die Bettplatte --108-- von ihrer Vorderkante zu ihrer
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unterstützen, wenn er von der Rinne --90-- auf und um die Kernformen --88-- abgegeben wird, ist eine exzentrisch ausgewuchtete Vibratorwelle-134-in Lagern-135-auf dem horizontalen Abschnitt des hinteren Trägers --99-- anebracht, die über einen Riemen- und Scheibenantrieb
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-136-- von einem Motor --137-- angetriebenandern Abschnitte des Giessbettes --33--.
Die vorhergehende Beschreibung der Giessmaschine wird deutlich machen, dass, wenn der Trichter --87-- mit Vermiculit gefüllt und der Absperrschieber--111--offen ist, das Vermiculit durch die
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--88-- hinunterfälltTrockenbetonschicht--21--in der Gestalt aufgebracht wird, in die es durch die Ober- und Seitenwände der Formen geformt wird. Wenn die Giessmaschine vorwärtsbewegt wird, wird Nassbeton aus dem Trichter --89-- durch die Rinne --90-- auf die Oberwände-104-der Kernformen
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der Formen selbst eingebracht, um die Oberwand --22-- die Seitenwände --23 und 26-- und die Trennrippen-24 und 25-des Trägers zu formen, der gegossen wird.
Der Nassbeton füllt die Nuten - 57 bis 60-- in der Oberfläche der Trockenbetonschicht-21--, wodurch eine feste Bindung zwischen den beiden Betonarten hergestellt wird, und umgibt auch die vorgespannten Kabel-30-
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-90-- verlässt,gewünschten Höhe für den fertigen Träger liegt, so dass wenn sich die Kernformen --88-- in bezug auf den aufgebrachten Beton nach vorne bewegen, ausreichend Beton zur Verfügung steht, um die Zwischenräume zu füllen, die von den Wänden der Kernformen zurückgelassen werden.
Wenn somit die Vermiculit-Kerne aus den offenen hinteren Enden der Kernform --88-ausgestossen werden, wird ihre Form durch die geformten Betonwände und Trennrippen-22 bis
26-- aufrechterhalten. Da die Vermiculit-Kerne aus relativ inkompressiblem und wasserabstossendem Material hergestellt sind, fallen die Kerne nicht in sich zusammen, nachdem sie aus der Formvorrichtung ausgestossen wurden, und nehmen aus den angrenzenden Nassbetonwänden auch kein Wasser auf. Da das Vermiculit viel leichter als Beton ist, muss anderseits Vorsorge getroffen werden, um zu verhindern, dass der Nassbeton das Vermiculit verdrängt und verformte Kerne erzeugt.
Um den Guss mit einer glatten Oberfläche in der Höhe der oberen Ränder der Bettseitenwände - -43-- zu versehen, ist die vorher erwähnte Feinstreichblechanordnung --91-- mit der Giessmaschine verbunden und wird von ihr gezogen, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Wie es im einzelnen in den Fig.
10 und 11 dargestellt ist, besteht die Anordnung --91-- aus einem Paar Gleitschuhen - -138--, die so ausgeführt, sind, dass sie auf den oberen Rändern --50-- der Bettseitenwände - gleiten und zwischen sich eine quergerichtete Streichplatte-139-tragen können, deren Boden im wesentlichen mit den oberen Rändern fluchtet, aus einer drehbaren Welle-140-, die vor und oberhalb der Platte --139-- drehbar gelagert und mit einer Vielzahl von radial abstehenden Betonrührfingern --141-- versechen ist, und aus einem bogenförmigen Schutzblech --142--, das dicht an dem hinteren Teil der Umlaufbahn der Enden der Finger --141-- angeordnet ist und dessen Unterkante an der Vorderkante der Streichplatte --139-- angeschweisst oder anderweitig befestigt ist.
Die Gleitschuhe-138-, die Platte--139--, die Welle --140-- und das Schutzblech-142werden von der Giessmaschine mittels eines Paares von Armen --143-- gezogen, die mit ihren hinteren Enden schwenkbar an den Enden der Welle --140-- ausserhalb der Bettseitenwände - angebracht sind.
Die vorderen Enden der Arme--143-sind auch an einem Paar nach aussen gerichteter Achsstummel--144--schwenkbar angebracht, an denen Räder --145-- sitzen, die auf den Schienen --37-- der Fahrschiene --34-- direkt vor den Hinterrädern-86-des Giessmaschinenrahmens--85--laufen können, und die Achsstummel sind in Lagern gelagert, die an den unteren Längsträgern--95--des Rahmens befestigt sind und von ihnen getragen werden Die Welle --140-- kann auf jede geeignete Weise gedreht werden, beispielsweise mittels eines Ketten- und Kettenradantriebes--146--von den Achsstummeln--144--.
Wenn die Feinstreichblechanordnung von der Giessmaschine mitgezogen wird, streicht die Platte - 139-- über die Oberfläche des Nassbetons und glättet sie in der Höhe der oberen Ränder der Bettseitenwände --43--, wobei der überschüssige Beton von dem Schutzblech-142-erfasst und mitgenommen wird, während er ständig von den Fingern--141--durchgearbeitet wird, um seine Verfestigung zu verhindern. Der überschüssige Beton steht dann zur Verfügung, um unerwünschte
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Vertiefungenin der Oberfläche des Trägers auszufüllen, wenn sich die Giessmaschine vorwärtsbewegt.
Eine fortlaufende Bewegung der Giessmaschine über die volle Länge des Giessbettes erzeugt somit einen fortlaufend geformten vorgespannten Betonträger von gleichmässigem Querschnitt mit relativ glatten Ober- Unter- und Seitenflächen in der gewünschten Gestalt und mit drei Kernhohlräumen, die mit Vermiculit gefüllt sind. Da es erwünscht ist, das Gussstück mit Mitteln zum leichteren Erfassen der fertigen Träger zu versehen, können Arbeiter hinter der Feinstreichblechanordnung--91- hinterhergehen und in die noch weiche Oberfläche des Nassbetons in gewünschten Abständen umgekehrte U-förmige Hubösen--147--von Hand einsetzen, wie sie am linken Ende der Fig. 6 gezeigt sind.
Jedes Ende des Trägers kann auch mit einem quergerichteten Hubbügel--148-- (Fig. 12) zu einem später beschriebenen Zweck versehen werden.
Die nächste Stufe ist das Trocken des Gussteiles, bis sich der Nassbeton zur gewünschten Festigkeit abgesetzt hat, so dass die vorgespannten Elemente entspannt und die Träger aus dem Giessbett entfernt werden können. Wenn somit die Giessmaschine von der Fahrschiene--34-entfernt worden ist, werden eine Vielzahl von Trockenhauben-149--, die normalerweise in angehobenen Stellungen über dem Giessbett-33-mit Hilfe von Kabeln --105-- gehalten werden, abgesenkt, um das Gussstück abzudecken, wie es in Fig. 6 gezeigt ist.
Jede Haube-149-kann aus einem Metallrahmen bestehen, der eine Abdeckung aus geeignetem Material zum Einschliessen von Dampf darunter und ein Paar elastische Schürzen --151-- hat, die geeignet sind, um den Raum zwischen den Unterkanten des Haubenrahmens und dem Boden abzuschliessen, auf dem das Bett und die Fahrschiene angebracht sind. Wenn alle Trockenhauben in ihre Stellung abgesenkt worden sind, kann dem durch die Hauben eingeschlossenen Raum durch perforierte Rohre--152--, die sich quer unter dem Giessbett erstrecken, Dampf zugeführt werden.
Obwohl zu dem Trocknungsvorgang überhitzter Dampf verwendet werden kann, hat es sich herausgestellt, dass bei der Durchführung der Erfindung das Gussstück bis zu der gewünschten Entspannungsfestigkeit von etwa 245 kg/cm2 durch Verwendung von Frischdampf unter atmosphärischem Druck in zwölf bis fünfzehn Stunden getrocknet werden kann.
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genug anzuheben, so dass der Träger über die ganze Länge von der Ober- bis zur Unterseite geschnitten werden kann, ohne die Bettauskleidung zu beschädigen.
Der gegossene Träger kann dann in Querrichtung in Träger von jeder gewünschten Länge mittels einer motorgetriebenen Diamantkreissäge - geschnitten werden, die auf einem Schlitten--155--angebracht ist, der auf der Fahrschiene Rädern-156-entlanglaufen kann, wie es in Fig. 12 gezeigt ist.
Nachdem das Gussstück in einzelne Träger geschnitten worden ist, können diese mittels eines Kranes oder einer andern Hubvorrichtung von geeigneter Konstruktion, die mit Haken--158--zum Erfassen der Hubösen--147--in den Oberwänden der Träger versehene Kabel --157-- hat, wie es in den Fig. 13 und 14 gezeigt ist, aus dem Bett herausgehoben und zu einem Lagerplatz oder auf einen den Betonträgern verbleiben, um die Akustik- und Isolationseigenschaften des Trägers zu verbessern, insbesondere, da die übermässige Leichtigkeit des Vermiculit das gesamte Eigengewicht der Träger nicht wesentlich beeinflusst.
Wenn anderseits ein Hohlträger mit leeren Kernhohlräumen erwünscht ist, wenn der Träger beispielsweise in vielstöckigen Bauten verwendet werden soll, wo eine Isolation keine grosse Bedeutung hat, oder im Fall von Konstruktionsteilen mit Tiefen im Bereich von 300 mm und mehr, in denen mit Vermiculit gefüllte Kerne eine unnötig starke Isolation erzeugen würden, kann das Vermiculit aus dem fertigen Träger auf geeignete Weise entfernt werden, wobei es durch Wiederverwendung bei der Herstellung eines andern Trägers wirtschaftlich ausgenutzt werden kann.
Die Träger--20--können für eine Vielzahl von Konstruktionszwecken verwendet werden, wie z. B. zur Ausbildung eines mit einer Decke kombinierten Bodens in einem Gebäude. Bei einer derargigen Verwendung kann eine Vielzahl von Trägern auf entsprechenden Auflagern in der in Fig. 15 gezeigten Weise zusammengesetzt werden, wobei ihre unteren Seitenkanten --53-- aneinander grenzenden Trägern können dann durch Abdichten der Unterseiten der V-förmigenZwischenräume zwischen den Seitenwänden mit Asbestschnur-159-und anschliessendes Füllen der Zwischenräume
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einschliesslich der Nuten--49--mit gegossenen Keilen --160-- aus geeigneter Zement-Sand-Mischung verschlossen werden.
Wenn die Oberflächen der Träger durch eine konstruktive Auflage, wie z. B. Beton, abgedeckt werden sollen, kann die Oberseite des Trägers vor dem Trocknungsvorgang mit Riefen versehen oder aufgerauht werden, wie es in Fig. 13 gezeigt ist. Bei einem Einbau, wie z. B. dem in Fig. 15 gezyigten, bilden die Oberwände-22-der Träger eine konstruktiv
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bilden, die auch eine dekorative Wirkung hat, wie es in Fig. 14 gezeigt ist, die durch die Längseinschnitte --54-- in den Bodenwänden und die ähnlich geformten Verbindungen zwischen den abgerundeten Bodenkanten --53-- der Träger erzeugt wird.
Obwohl die Verwendung von Sandkernen in der Technik des Giessens von Hohlbetonelementen alt ist, wurde der Sand nie in dem Produkt belassen, nachdem sich der Beton gesetzt hatte, sondern er wurde entweder ausgeschüttet, oder aus dem Inneren ausgewaschen, um den Hohlraum des Produktes zu erhalten. Da das spezifische Gewicht von Sand etwa 1600 kg/m3 und das spezifische Gewicht von Beton etwa 2250 bis 2400 kg/m3 beträgt, würde in dem Betonprodukt zurückbleibender Sand lediglich das Gewicht unnötig erhöhen, ohne die Leistungsfähigkeit oder die Funktion des Produktes zu verbessern. Anderseits kann ein leichtes Isolationsmaterial, wie z. B.
Vermiculit, das ein spezifisches Gewicht von nur etwa 112 kg/m3 hat, in einem Betonelement bleiben, ohne das Gesamtgewicht dieses Elementes bedeutend zu beeinträchtigen, während es gleichzeitig die Isolations- und Akustikeigenschaften des Elementes beträchtlich verbessert.
Wegen der beträchtlichen Unterschiede im spezifischen Gewicht zwischen Sand und Vermiculit sind die Probleme bei der Verwendung desselben als Kernmaterial zur fortlaufenden Ausbildung von Betonelementen stark unterschiedlich. Das spezifische Gewicht von Sand reicht aus, um zu verhindern, dass der flüssige Beton den Sand beträchtlich verschiebt. Anderseits verschiebt Beton, der etwa zwanzigmal so schwer ist wie Vermiculit, dieses leicht, wenn das Giessverfahren nicht sorgfältig gesteuert wird. Da die Maschine der Erfindung hauptsächlich zur fortlaufenden Ausbildung von Betonelementen um Kerne aus leichtem wasserabstossendem Isolationsmaterial, wie z. B. Vermiculit, ausgelegt ist, bilden die in der Technik bekannten Verfahren, die Sandkerne verwenden, keine Lösung der bei der Verwendung von Vermiculit als Kernmaterial auftretenden Probleme.
Um ein Betonelement um ein Kernmaterial, das so leicht ist wie Vermiculit, ohne Verformung fortlaufend herzustellen, müssen verschiedene Funktionen durchgeführt und kontrolliert werden. Wenn der flüssige Nassbeton auf die Oberseite der Vermiculit-Kerne und an deren gegenüberliegenden Seiten aufgebracht wird, muss gleichmässiger Druck des Betons auf diese drei Flächen aufrechterhalten werden, so dass keine Verschiebung des Vermiculit infolge übermässigen oder ungleichmässigen Seitendruckes oder übermässigen oder ungleichen Druckes nach unten auftreten kann, von denen jeder eine Verschiebung in dem Element hervorrufen könnte. Als extreme Folge kann unausgeglichener Druck dazu führen, dass der gesamte Strom des Vermiculit aus seinem Trichter--87--abgeriegelt wird, wodurch die Ausbildung von Kernen in dem Produkt überhaupt verhindert wird.
Als Teil der Drucksteuerung ist es notwendig, das Vermiculit gegen Abwärtsdruck des flüssigen Nassbetons zu schützen, der aus der Forderrinne--90-ausfliesst, und einen genauen Teil dieses Abwärtsdruckes in eine Horizontalkraft umzuwandeln, die ausreicht, um den flüssigen Beton von den Hinterkanten der Kernformen --88-- leicht und gleichmässiger wegzuschieben, so dass er leicht auf die Oberseite und auf beide Seiten des Vermiculit unter keinem andern Vertikaldruck als seinem eigenen Gewicht aufgebracht wird.
Das Erreichen dieser Zwecke ist das Ergebnis kritischer Dimensionierungen, die (1) ein Gleichgewicht des Druckes des Flüssigen Betons auf die Oberfläche des Vermiculits aufrechterhalten
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ausfliessenden Betons zu schützen, aber nicht so lange, dass der Beton sich auf den Kernformen sammeln und ungleichmässig von diesen herunterfliessen kann. Durch diese kritischen Dimensionierungen wird erreicht, dass in dem Augenblick, in dem der flüssige Beton mit dem Vermiculit in Berührung kommt, der Beton nur einem horizontalen Druck unterworfen wird, der ausreicht, um ihn zu veranlassen, von den metallischen Kernformen herunterzufliessen, und dass auf den Vermiculit ein Vertikaldruck ausgeübt wird, der nur dem Gewicht des aufgebrachten Betons gleich ist.
In der Praxis hat sich herausgestellt, dass bei Kernformen --88-- mit einer Höhe von etwa 127
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Hinterkanten der Kernformen etwa 89, mm hinter der Hinterkante des Streichbleches-131-und etwa 190 mm hinter der Vorderkante des Bleches hervorstehen sollten. Die Höhe des Nassbetons in der Förderrinne-90-muss ebenfalls etwa konstant gehalten werden, um eine gleichmässige Zuführung von flüssigem Beton zu erzielen, so dass im Verhältnis zum Abstand, in dem der Beton auf den metallischen Kernformen festgehalten wird, die erzeugte Horizontalkraft ausreicht, um ein genaues Aufbringen des Betons zu erzielen, wie es oben ausgeführt wurde.
Eine derart konstante Höhe in der Förderrinne --90-- wird. durch die Verwendung eines oberen Trichters --89-- erzielt, der entweder, wie oben beschrieben, automatisch oder von Hand so gesteuert wird, dass er der Rinne Beton zuführt, wenn die Höhe unter einem vorbestimmten Punkt abfällt.
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--134-- und- des Giessbettes überträgt. Wenn die Seitenwände --43-- geschüttelt würden, würde der Beton gegen den Boden des Giessbettes gepresst, und nachdem das Vermiculit aus den hinteren Enden
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oben pressen.
Ein anderes wichtiges Merkmal dieser Erfindung liegt in der Tatsache, dass bei den Kernformen --88-- keine Bodenwandung verwendet wird, sondern dass die Trockenbetonschicht --21--, auf die der Vermiculit aufgebracht wird, als vierte Seite jeder Form verwendet wird.
Wenn die Kernformen selbst vierseitig wären, würde die Oberflächenreibung der Formen das Aufbringen von Vermiculit ernstlich begrenzen und dadurch den Ausgleich des Widerstandes des Vermiculit gegenüber dem Druck des flüssigen Betons stören. Gemäss der Erfindung wirkt eher die Oberflächenreibung des Trockenbetons, auf den der Vermiculit durch eine dreiseitige Form auf die Oberseite des Betons aufgebracht wird, als die Oberflächenreibung einer vierseitigen Form, die den Strom des Vermiculits begrenzt, so dass der Vermiculit dort liegen bleibt, wo er aufgebracht wurde, um einen fortlaufenden Vermiculit-Kern zu erzeugen.
Es hat sich in der Praxis dieser Erfindung auch herausgestellt, dass die Kernformen-88entweder in nach unten geneigter Lage angeordnet oder von der Vorderseite zur Rückseite in der Höhe allmählich zusammenlaufend gestaltet sein sollten, um das Vermiculit-Material vom Zeitpunkt, da es von dem Trichter --87-- abgegeben wurde, bis es zwischen die Nassbetonwände und -trennrippen - 22 bis 26-- gezogen wird, etwas zu verdichten.
Zufriedenstellende Ergebnisse wurden erzielt mit der Verwendung von Kernformen von etwa 1525 mm Länge, bei denen die Oberwände--104--eine Höhe über der Trockenbeton-Bodenschicht--21--von 152 mm an ihren vorderen Enden und von 127 mm an ihren hinteren Enden haben und die nach Innen gebogenen Unterkanten --107-- der Seitenwände --105-- in die Schicht--21--bis zu einer Tiefe von etwa 6, 35 mm einschneiden.
Die in den Fig. 16 bis 18 dargestellte Maschine zeigt eine ältere und einfachere Form der Erfindung als die in den Fig. 1 bis 15 gezeigte und ist geeignet zum Herstellen eines Betonelementes - 200--der in Fig. 19 gezeigten Konstruktion mit nur einem einzigen Kern.
Gemäss den Fig. 16 bis 18 besteht das Giessbett-201-aus einer Bodenwand-202-, Seitenwänden-203 und 204-und einer Endwand-205--, Ein Trichterrahmen-206-
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Winkelelemente-207 und 208--, trägt die Rückwand-214-des Nassbetontriehters-215- und wirkt als Streichblech, um die Oberfläche des Betonelementes --200-- auszugleichen. In dieser Ausführungsform erstrecken sich die Seitenwände des Betontrichters--215--bis zu einer gemeinsamen Vorderwand --216-- mit dem Vermiculit-Trichter--217--. Der Bodenabschnitt der Vorderwand--216--erstreckt sich auch nach unten, um das vordere Ende der Kernform --218-zu verschliessen.
Der Auslass --219-- des Trichters --217-- steht mit den einzelnen Kernform
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Oberwand--220--der Kernform--218--sind drei sich schneidende geneigte Flächen --221, 222 und 223--befestigt, die den Beton von dem oberen Trichter--215--gleichmässig auf die obere Formwand--220--und entlang der Aussenseite der Formwände--224 und 225-verteilen. Die hintere geneigte Fläche --221-- ist an der Rückwand--214-des Betontrichters--215- mittels einer Tragstange--226--befestigt.
In dieser Maschine wird zuerst die Bodenschicht aus Trockenbeton--227--auf die Bodenwand
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--202- des Giessbettes--201--auf herkömmliche Weise aufgebracht und auf eine gleichmässige Höhe von annähernd 6, 35 mm über den Bodenkanten der Seitenwände-224 und 225-der Kernform --218-- und mit der Bodenkante der Vorderwand --216-- etwa fluchtend ausgeglichen.
Der Trichterrahmen-206-wird dann in wirksame Stellung auf das Giessbett --201-- aufgesetzt, wobei das hintere offene Ende der Kernform-218-an der Endwand oder dem Vorspann-Querträger-205-anstösst. Wenn der Trichter --217-- und die Kernform-218mit Vermiculit und der Betontrichter-215-mit Nassbeton gefüllt sind, wird der Trichterrahmen
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sind, wird es verständlich sein, dass entweder Verstärkungsstangen oder Vorspannkabel oder beide verwendet werden können. Nachdem sich der plastische Beton gesetzt hat, bleibt der Vermiculit vorzugsweise als Isolationskern bestehen, kann aber auch auf Wunsch entfernt werden.
Fig. 19 zeigt einen Abschnitt eines fertigen Gegenstandes --200-- mit einem hohlen Kern, wobei der Vermiculit entfernt wurde.
Die kritischen Dimensionierungen der Kernform und des Streichbleches, wie sie vorher erläutert wurden, sind auch auf die Kernform --218-- und das Streichblech-213-dieser Ausführungsform anwendbar, um ein ausgeglichenes fortlaufendes Giessen zwischen den Betonwänden und dem Vermiculit-Kern zu erzielen.
Obwohl die Träger der Erfindung hier vorzugsweise mit Ober- und Bodenwänden aus nassem bzw. trockenem Beton beschrieben wurden, wird es verständlich sein, dass die Bodenwände ebenfalls auf Wunsch aus nassem Beton oder aus Beton von jeder andern geeigneten Güte hergestellt werden können.
Für den Fachmann wird es auch verständlich sein, dass verschiedene Änderungen in den konstruktiven Einzelheiten der Maschine sowie an dem besonderen Verfahren vorgenommen werden können, ohne vom Bereich der Erfindung abzuweichen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Maschine zum Herstellen von Betonträgern in einem Giessbett, über dem in einem gemeinsamen, mittels Rädern auf Schienen verfahrbaren Rahmen Betonbehälter mit zwei Trichtern und
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des Rahmens vordere Trichter (87 ; 217) zur Aufnahme eines leichten Kernmaterials und der hintere Trichter (89 ; 215) zur Aufnahme von Giessbeton dient, wobei an die Trichter Formvorrichtungen (88, 131 ; 218, 206) angeschlossen sind, die aus dem vom vorderen Trichter (87 ; 217) austretendem Material einen oder mehrere Kerne (32 ; 228) und gemeinsam mit den Seitenwänden (43 ; 203, 204) des Giessbettes (33 ; 201) aus dem vom hinteren Trichter (89, 215) austretenden Material die obere Wand (22 ; 229) und die Seitenwände bzw. die Trennrippen (23 bis 26 ;
230) des Trägers bilden, wobei die Formvorrichtung für die Kerne (88) aus einer langgestreckten oberen Wand (104) und einem Paar Seitenwänden (105) sowie einer vorderen Abschlusswand (106) besteht, und die Seitenwände vorzugsweise mit nach innen gerichteten Abwinkelungen (107) an den freien Unterkanten versehen sind.
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