CH667421A5

CH667421A5 - Verfahren zur herstellung eines armierten betonrohres, verdichtungskopf zur durchfuehrung des verfahrens sowie vorrichtung enthaltend den verdichtungskopf.

Info

Publication number: CH667421A5
Application number: CH3850/85A
Authority: CH
Inventors: Gerald R Crawford; Brian J Kozlowski
Original assignee: Int Pipe Machinery Corp
Priority date: 1982-12-21
Filing date: 1985-09-06
Publication date: 1988-10-14
Also published as: DE3530953A1; GB8521655D0; GB2179582A; GB2179582B; FR2586963B1; US4540539A; CA1230736A; FR2586963A1; NL8502426A

Description

BESCHREIBUNG

Ein Verfahren gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1 ist durch Vorbenutzung bekannt. Zwei bekannte Varianten von Verdichtungsköpfen zur Durchführung dieses bekannten Verfahrens sind in den Figuren 3 und 4 dargestellt. Der Verdichtungskopf nach Fig. 3 hat unten ein Innenschalungselement 40A, mit welchem ein Rollenträger 41A mit vier drehbar gelagerten Rollen verbunden ist. Zur Herstellung eines Betonrohres wird zunächst in eine vertikale Aussenschalung ein Armierungskäfig eingebracht. Der Verdichtungskopf 41 A, 40A wird koaxial zur Aussenschalung auf den Boden abgesenkt und über eine Welle 29 angetrieben. Während auf den Verdichtungskopf Frischbeton aufgebracht wird, bewegt sich dieser unter ständigem Drehen nach oben. Dabei wird der Beton mittels der Rollen verdichtet und mittels des Schalungselements glattgestrichen.

Ein Nachteil dieser Anordnung besteht darin, dass die in Umfangsrichtung auf den Beton einwirkenden Scherkräfte den Armierungskäfig verzerren und verwinden. Während der Aushärtung des Betons stehen dann die Armierungseisen unter Biegespannung, was zu Inhomogenitäten im Betonge-füge führen kann.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, wurde schon vorgeschlagen, zwei dieser Verdichtungsköpfe übereinander anzuordnen und gegenläufig anzutreiben, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Damit gelingt es zwar, die Verzerrungen des Armierungskäfigs abzubauen, doch ist diese Lösung sehr aufwendig und vor allem baut sie relativ hoch, so dass an den Muffenenden der Rohre die alten Probleme bestehen bleiben.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Verfahren gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiterzubilden, dass obige Nachteile vermieden werden. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Verfahrensschritte des Anspruchs 1 gelöst. Der erfindungsgemässe Verdichtungskopf zur Durchführung dieses Verfahrens ist im Anspruch 4 definiert. Die erfindungsgemässe Ausbildung der Vorrichtung enthaltend diesen Verdichtungskopf ist im Anspruch 7 umschrieben.

Durch die erfindungsgemässe Lösung wird erreicht, dass trotz eines relativ einfachen und axial kurzen Aufbaus die Verzerrungen des Armierungskäfigs vermieden werden, was die Qualität des Fertigprodukts steigert. Dadurch, dass der Rollenträger gegenüber dem Innenschalungselement verdrehbar ist, wird zudem erreicht, dass der Rollenträger wesentlich rascher rotieren kann, was eine bessere Schleuderwirkung und eine bessere Verdichtung des Betons ergibt.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht einer Maschine zur Herstellung von Betonrohren,

Fig. 2 einen Axialschnitt durch den Verdichtungskopf nach Fig. 1 in vergrössertem Massstab,

Fig. 3 und 4 die bereits erwähnten bekannten Ausführungsformen, und

Fig. 5 die Wirkungsweise des Verdichtungskopfes gemäss Fig. 2.

In Fig. 1 ist eine Maschine 10 zur Herstellung von Betonrohren dargestellt. Sie umfasst einen im wesentlichen U-förmigen Hauptrahmen 11 mit einer horizontalen Plattform 12 und horizontalen Trägern 13,14. Ein Schlitten 20 ist mittels horizontalen Gleitführungen 15,16 im Rahmen 11 vertikal beweglich geführt. Vier Muttern 21,22 greifen in zwei vertikale, synchron drehbar angetriebene Gewindestangen 17,18. Damit kann der Schlitten 20 vertikal bewegt werden.

Am Schlitten 20 ist eine Antriebseinheit 24 mit einem Hydraulikmotor 26 befestigt. Das Abtriebsritzel 27 des Motors 26 greift in ein Zahnrad 28 ein, das mit einer Hohlwelle 29 verbunden ist. Über ein Getriebe 23 wird eine koaxial in der Hohlwelle 29 gelagerte Welle 50 gegenläufig angetrieben. Mit den Wellen 29, 50 wird ein Verdichtungskopf 42, umfassend ein Innenschalungselement 40 und einen Rollenträger 41, angetrieben. Der Verdichtungskopf 42 ist in Fig. 2 ver-grössert dargestellt. Die Hohlwelle 29 ist durch Schweissnäh-te 30 mit einer kreisrunden Trägerplatte 31 verbunden, auf welcher mehrere Rollen 32, 33, 34, 35 drehbar gelagert sind. Auf der Oberseite der Rollen 32 — 35 sind einige Verteilerplatten 36, 37 befestigt.

Unterhalb des Rollenträgers 41 ist das Innenschalungselement 40 angeordnet, das drehfest mit der Welle 50 verbunden ist. Es hat eine kreisrunde Bodenplatte 44, durch welche die Befestigungsschrauben der Rollen 32-35 zugänglich sind. An senkrecht von der Bodenplatte 44 abstehenden Montageflangen 46 ist eine glatte, zylindrische Schalungsplatte 47 durch Schrauben 48 befestigt. Die Bodenplatte 44

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ist mittels Schweissnähten 49 an einer Hülse 50' befestigt, die auf der Welle 50 aufgeschraubt ist.

Im Betrieb wird in eine Aussenschalung ein Armierungskäfig eingebracht und zentrisch in den Armierungskäfig der Verdichtungskopf auf den Boden abgesenkt. Nun wird der Verdichtungskopf 42 durch den Motor 26 angetrieben und Frischbeton auf die Oberseite des Verdichtungskopfes 42 eingeschüttet. Durch die hohe Drehzahl des Rollenträgers 41 mit den Rollen 32—35, welche einer Umfangsgeschwindigkeit von über 5m/sec entspricht, wird der Frischbeton gegen den Armierungskäfig und die Aussenschalung geschleudert. Die Frischbetonzufuhr kann automatisch gesteuert werden, um einen kontinuierlichen Fortschritt zu gewährleisten,

doch ist das erfindungsgemässe Verfahren auch mit manueller Dosierung des Frischbetons durchführbar. Die Rollen 32—35 rollen auf dem auf den Armierungskäfig aufgeschleuderten Beton ab und drehen also entgegen der Richtung des Rollenträgers 41 (Fig. 5). Durch das Abrollen verdichten sie den Beton. Das Innenschalungselement 47 wird durch die Welle 50 entgegen der Drehrichtung des Rollenträgers 41 angetrieben (Fig. 5).

Durch diese Arbeitsweise wird das durch den Rollenträger 41 auf den Beton übertragene Drehmoment durch ein entsprechendes Gegendrehmoment mittels des Innenschalungselements 40 kompensiert. Dies ist im Kräftediagramm in der unteren Hälfte von Fig. 5 veranschaulicht. Wie aus diesem Diagramm ersichtlich ist, nehmen die Scherkräfte vom oberen Rand der Rollen 32—35 bis zu deren unterem Rand kontinuierlich zu. Diese Kräfte werden dann über die axiale Länge der Schalungsplatte 47 wieder auf Null abgebaut. Die Skalen 1—4 beziehen sich dabei auf eine Verdrehung des Armierungskäfigs, beispielsweise in cm Verdre- ' hung/m Axiallänge. Im Endeffekt wird also bei diesem Verfahren die Verwindung des Schalungskäfigs aufgehoben.

Im Gegensatz dazu nimmt bei der bekannten Ausfüh-rungsform nach Fig. 3 die Verdrehung des Armierungskäfigs über die ganze Länge des Verdichtungskopfes kontinuierlich zu und erreicht Werte, die etwa doppelt so hoch sind wie die Maximalwerte bei der Ausführung nach Fig. 5. Bei der ebenfalls bekannten Ausführungsform nach Fig. 4 sind die Verdrehungswerte ebenfalls höher als jene gemäss Fig. 5, werden aber über eine grössere axiale Länge wieder gegen Null abgebaut.

Durch die erfindungsgemässe Lösung werden also Verdrehungen im Armierungskäfig vermieden, ohne dass eine unhandlich hohe Konstruktion des Verdichtungskopfes nötig ist. Zudem kann der Rollenträger 41 etwa um 17% rascher rotieren als bei den bekannten Ausführungsformen, sodass grössere Verdichtung des Betons und höhere Produktionsleistungen möglich sind.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

667 421 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung eines armierten Betonrohres, wobei ein Verdichtungskopf (42), der ein Innenscha-lungselement (40) und einen darüber angeordneten Rollenträger (41) aufweist, vertikal durch einen Armierungskäfig bewegt wird, wobei über die Oberseite des Verdichtungskopfes (42) zugeführter Frischbeton zentrifugal um den Armierungskäfig aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass während der Vertikalbewegung des Verdichtungskopfes (42) auf den um den Armierungskäfig aufgebrachten Frischbeton durch den Rollenträger (41) eine Scherbeanspruchung in der einen Umfangsrichtung und durch das Innenschalungsele-ment (40) eine Scherbeanspruchung in der entgegengesetzten Richtung einwirkt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenträger (41) und das Innenschalungselement (40) um ihre gemeinsame Drehachse in entgegengesetzten Richtungen angetrieben werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsgeschwindigkeit des Rollenträgers (41) und/oder des Innenschalungselements (40) mindestens 5m/ sec beträgt.

4. Verdichtungskopf zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1—3, wobei im Rollenträger (41) mehrere Rollen (32 — 35) drehbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenträger (41) koaxial zum Innenschalungselement (40) entgegen dessen Drehrichtung drehbar ist.

5. Verdichtungskopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (32 — 35) im Rollenträger (41) um Achsen frei drehbar gelagert sind, die parallel zur Drehachse des Rollenträgers sind.

6. Verdichtungskopf nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenträger (41) und das Innenschalungselement (40) mit koaxialen Antriebsübertragungsmitteln (29, 50) drehfest verbunden sind.

7. Vorrichtung zur Herstellung von armierten Betonrohren, mit einem Verdichtungskopf (42) gemäss einem der Ansprüche 4—6, mit einem in einem U-förmigen Rahmen (11) vertikal verschiebbar geführten Schütten (20), dadurch gekennzeichnet, dass am Schütten (20) eine Antriebseinheit (24) für den gegensinnigen Antrieb des Rollenträgers (41) und des Innenschalungselements (40) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenträger (41) und das Innenschalungselement (40) über zwei koaxiale Antriebsübertragungsmittel (29, 50) mit der Antriebseinheit (24) verbunden sind.