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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines mehrschichtigen,
insbesondere eines zweischichtigen Betonrohres mit einem ersten Ständer, in
welchem ein erstes antreibbares Verdichtungswerkzeug, bspw. ein
Presskopf, gelagert ist, einer Drehscheibe, auf der mehrere Formmäntel vertikal
stehen und taktweise in einen Ständer
einschwenkbar sind, und einer ersten Beschickungsanlage zum Einfüllen von
einer ersten Betonmischung in einen der Formmäntel. Weiter betrifft die Erfindung ein
Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Betonrohres.
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Derartige
Betonrohre werden bspw. für
die kommunale und industrielle Abwasserkanalisation eingesetzt.
Dabei erfüllt
die Wand eines derartigen Rohres verschiedene Funktionen. So muss
die Wand des Rohres einerseits die statischen und dynamischen Belastungen,
die von außen
wirken aufnehmen. Andererseits ist die Innenfläche dem zu transportierenden
Medium ausgesetzt. Daher sind für
die Innenfläche
spezielle Eigenschaften, wie z. B. Abriebfestigkeit, Säurebeständigkeit,
Feuerfestigkeit und dgl., gefordert. Es ist daher sinnvoll die Wand des
Rohres aus mehreren Schichten herzustellen, wobei sich die Schichten
durch ihre Eigenschaften voneinander unterscheiden. Dabei ist es
bekannt, derartige Betonrohre mit einer inneren Schicht aus einer
säurebeständigen Betonmischung
auszukleiden, die die Widerstandsfähigkeit der Betonrohre erhöht. Da säurebeständige Betonmischungen
erheblich teurer als herkömmliche
Betonmischungen sind, wird nur eine sehr dünne Schicht des säurebeständigen Betons
zur Auskleidung der Innenseite von Betonrohren eingesetzt.
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Diese
dünne Schicht
aus säurebeständigem Beton
wird herkömmlicherweise
in einem Schleuderverfahren aufgebracht, bei welchem die säurebeständige Betonmischung
in ein horizontal liegendes Rohr eingebracht wird. Der Arbeitsschritt
des Schleuderns muss dabei so lange ausgeführt werden, bis der Beton wenigstens
teilweise ausgehärtet
ist, damit das Rohr in horizontaler Lage aus der Form entnommen
werden kann, ohne beschädigt
zu werden. Da die horizontale Rohrherstellung sehr zeitaufwendig ist,
werden einschichtige Rohre häufig
auch in vertikalen Herstellungsverfahren mit einem Presskopf oder
dgl. produziert. Bei vertikal hergestellten Rohren werden auf die
Innenfläche
nachträglich
Anstriche aufgetragen, oder sog. Inliner aus Kunststoff eingebaut.
Der Einbau dieser teilweise sehr teuren Beschichtungen erfordert
zusätzliche
Fertigungsschritte. Außerdem.
besteht zwischen den Schichten keine innere, d. h. chemische Verbindung,
so dass sich diese Schichten ggf. ablösen können.
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Aufgabenstellung
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein
Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit welcher mehrlagige
Betonrohre schneller und wirtschaftlicher hergestellt werden können, wobei
insbesondere die Verbindung der einzelnen Lagen untereinander verbessert
wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß im Wesentlichen
dadurch gelöst,
dass ein zweites antreibbares Verdichtungswerkzeug mit einem Außendurchmesser,
der kleiner als der des ersten Verdichtungswerkzeugs ist, und eine
zweite Beschikkungsanlage zum Einfüllen einer zweiten Betonmischung in
einen der Formmäntel
in der Vorrichtung vorgesehen sind. Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung
ist es möglich,
eine äußere Schicht
aus einer ersten Betonmi-schung mit einer inneren zweiten Schicht
aus einer z. B. säurebeständigen Betonmischung
zu versehen, wobei beide Schichten jeweils durch ein Verdichtungswerkzeug
gefertigt werden. Die zweite, innere Schicht kann dadurch unmittelbar auf
die erste, äußere Schicht
aufgebracht werden, bevor diese aushärtet. Auf diese Weise ist eine
besonders gute Verbindung der beiden Schichten möglich. Die Dicke der zweiten,
inneren Schicht wird durch die unterschiedli-chen Durchmesser der
Verdichtungswerkzeuge, bspw. der Pressköpfe, bestimmt. Gleichzeitig
ist mit dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung
eine besonders wirtschaftliche Fertigung von mehrschichtigen Betonrohren
möglich,
da die so hergestellten Rohre sofort nach dem Verdichtungsvorgang
und vor dem Aushärten
der Rohre aus der Form entschalt werden können.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist dem ersten Ständer
ein zweiter Ständer,
in welchem das zweite Verdichtungswerkzeug antreibbar gelagert ist,
derart zugeordnet, dass Formmäntel über die
Drehscheibe von dem ersten Ständer
taktweise in den zweiten Ständer
einschwenkbar sind. Der zweite Ständer ist hierzu so in der Nähe des ersten
Ständers
angeordnet, dass über die
Drehscheibe ein Formmantel aus dem ersten Ständer ausgeschwenkt und in den
zweiten Ständer eingeschwenkt
werden kann. Dabei kann auch jeder Ständer eine Drehscheibe aufweisen,
wobei diese über
eine geeignete Transporteinrichtung miteinander verbunden sind.
Nach der Herstellung der äußeren Schicht
eines Betonrohres in dem ersten Ständer wird dieses zusammen mit
dem Formmantel über
die Drehscheibe in den zweiten Ständer eingeschwenkt, in welchem
mittels des zweiten Verdichtungswerkzeugs die innere Beschichtung
aus z. B. säurebeständigem Beton
hergestellt wird. Bei dieser Anordnung kann ein ggf. erforderlicher
Werkzeugwechsel zwischen der Herstellung der ersten, äußeren Schicht
und der zweiten, inneren Schicht des Betonrohres entfallen. Die
Taktzeiten bei der Herstellung eines mehrschichtigen Betonrohres
lassen sich auf diese Weise weiter verkürzen.
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In
Weiterbildung dieses Gedankens ist es vorgesehen, dass die erste
Beschikkungsanlage dem ersten Ständer
und die zweite Beschickungsanlage dem zweiten Ständer zugeordnet sind. Bei dieser
Ausführungsform
werden folglich zwei Ständer, die
jeweils eine Beschickungsanlage zur Zufuhr einer Betonmischung und
ein Verdichtungswerkzeug aufweisen, derart nebeneinander angeordnet,
dass sie über
eine gemeinsame Drehscheibe bzw. über zwei mittels einer Transporteinrichtung
verbundene Drehscheiben verbunden sind.
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Alternativ
hierzu ist es nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung möglich, die
erste und die zweite Beschickungsanlage dem selben Ständer zuzuordnen,
in welchem ggf. wechselweise auch das erste und das zweite Verdichtungswerkzeug
gelagert sind. Bei dieser Ausführungsform
ist der Platzverbrauch einer derartigen Vorrichtung zur Herstellung
von mehrschichtigen Betonrohren geringer als bei der zuvor beschriebenen
Vorrichtung mit zwei Ständern.
Die Herstellung eines mehrschichtigen Betonrohres macht jedoch bei
dieser Ausführungsform
ggf. einen Werkzeugwechsel erforderlich, da die erste, äußere Schicht
des Betonrohres mit einem Verdichtungswerkzeug gefertigt wird, dessen Durchmesser
größer ist
als der des zweiten Verdichtungsswerkzeugs, mit welchem die innere,
zweite Schicht gefertigt wird.
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Es
wird bevorzugt, wenn wenigstens eine der Beschickungsanlagen ein
Betonsilo mit zugeordnetem Füllband
aufweist. Alternativ oder zusätzlich hierzu
kann die Beschickungsanlage auch durch eine Betonpumpe mit einem
Pumpenschlauch gebildet sein. Insbesondere für die Zufuhr der zweiten, bspw. feuer-
und/oder säurebeständigen Betonmischung, von
der nur ein geringerer Volumenanteil zur Herstellung eines mehrschichtigen
Betonrohres benötigt wird,
kann die Verwendung einer Betonpumpe ausreichend sein.
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Um
die Taktzeiten zur Herstellung eines mehrschichtigen Betonrohres
zu verkürzen,
sind vorzugsweise das erste und das zweite Verdichtungswerkzeug über eine
Schnellwechseleinrichtung taktweise abwechselnd in dem Ständer antreibbar.
Der Wechsel zwischen dem ersten und dem zweiten Verdichtungswerkzeug
kann z. B. automatisiert erfolgen, so dass die zweite (innere) Betonschicht
besonders rasch auf die noch nicht ausgehärtete erste, äußere Betonschicht
aufgetragen werden kann.
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Ein
Werkzeugwechsel wie bei der zuvor beschriebenen Vorrichtung mit
einem Ständer
ist nicht erforderlich, wenn das zweite Verdichtungswerkzeug unterhalb
des ersten Verdichtungswerkzeuges auf einer gemeinsamen Welle angeordnet
ist. Die erste und die zweite Beschickungsanlage sind dabei dem selben
Ständer
zugeordnet. Bei dieser Ausführungsform
erfolgt die Zuführung
des Materiales für
die innere Schicht vorzugsweise von oben durch die die Verdichtungswerkzeuge
antreibende Welle. Ein zweischichtiges Rohr ist damit in einem einzigen
Fertigungsschritt herstellbar.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist die erste und die zweite Beschickungsanlage dem
selben Ständer
zugeordnet, in welchem gleichzeitig nur ein Verdichtungswerkzeug
gelagert ist, welches radial verstellbar ist. Dieses radial verstellbare
Verdichtungswerkzeug ist somit in seinem Außendurchmesser veränderbar.
Dadurch kann mit dem radial verstellbaren Verdichtungswerkzeug zunächst ein
Rohr mit einem ersten Innendurchmesser hergestellt werden. Nach
Verstellung des Außendurchmessers
des radial verstellbaren Verdichtungswerkzeuges kann in das Rohr
mit dem ersten Innendurchmesser eine weitere Schicht mit einem zweiten Innendurchmesser
eingebracht werden. Bei dieser Ausführungsform ist folglich nur
ein Verdichtungswerkzeug erforderlich.
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Eine
besonders glatte Innenwand und eine homogene Betonverteilung in
den Wänden
der zu fertigenden Rohre kann dadurch erreicht werden, dass die
Verdichtungswerkzeuge jeweils einen Verteiler mit mehreren, im Wesentlichen
radial wirkenden Verteilerrollen und einen Verdichter mit mehreren,
im Wesentlichen radial wirkenden Pressrollen und einem Glättwerkzeug
aufweisen. Der in den Formmantel eingefüllte Beton wird dabei zunächst durch
die Verteilerrollen des Verteilers gleichmäßig in dem Formmantel verteilt
und vorverdichtet, so dass eine ggf. vorgesehene Bewehrung oder
Armierung von der Betonmischung eingeschlossen wird. Die Pressrollen
des Verdichters verdichtet die Betonmischung dann so weit, dass
der gewünschte
Innendurchmesser des Betonrohres entsteht. Anschließend wird
die Oberfläche
durch das Glättwerkzeug, welches
vorzugsweise als zylindrischer Kolben ausgeführt und unterhalb des Verdichtungswerkzeuges angeordnet
ist, nachgearbeitet. Alternativ zu dem beschreiebenen Verdichtungswerkzeug
können
an Stelle der Rollen auch radial angeordnete Gleitkufen die Verteilung
und Verdichtung des Material übernehmen.
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Das
Entstehen von Torsionsmomenten bei der Herstellung des Betonrohres
mit einem Presskopf kann dadurch vermieden werden, dass der Verteiler
jedes Presskopfes in entgegengesetzter Richtung zu dem Verdichter
um die Längsachse
des Formmantels rotiert. Der Verdichter und der Verteiler können dabei
mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten rotieren. Dabei ist die
Geschwindigkeit des Verteilers in der Regel deutlich höher als
die des Verdichters mit den Pressrollen und dem Glättkolben.
Auf diese Weise werden auch ggf. in dem Betonrohr vorgesehene Bewehrungen
oder Armierungen während der
Verdichtung des Betongemisches nicht verdreht, so dass sie in ihrer
vorgesehenen Position bleiben.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel kann
bei wenigstens einem Verdichtungswerkzeug oberhalb des Glättwerkzeuges
ein Sprühkopf
zum Aufbringen wenigstens einer Betonschicht angeordnet sein. Durch
Fliehkräfte
die auf Grund der rotierenden Bewegung des Sprühkopfes entstehen kann z. B.
die zweite Betonmischung verteilt werden. Durch die Aufprallgeschwindigkeit
des gesprühten
Materials auf die Innenfläche
der ersten Betonschicht wird das Material zumindest teilweise verdichtet.
Dadurch kann auf einen weiteren Verteiler und/oder einen Verdichter
verzichtet werden.
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Die
der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren
zur Herstellung eines mehrschichtigen, insbesondere zweischichtigen,
Betonrohres gelöst,
welches die folgenden Schritte aufweist: Zunächst wird ein im Wesentlichen vertikal
stehender Formmantel auf einer Drehscheibe in einen ersten Ständer eingeschwenkt
und der Formmantel mit einer ersten Betonmischung aus einer ersten
Beschickungsanlage befällt.
Diese erste Betonmischung wird dann in dem Formmantel durch ein
rotierendes und vertikal verfahrbares erstes Verdichtungswerkzeug
verteilt und verdichtet sowie ggf. die Innenfläche geglättet. Vor dem Entformen des Betonrohres
wird mittels einer zweiten Beschickungsanlage eine zweite Betonmischung
in die im Wesentlichen vertikal stehenden Formmäntel eingefüllt und die zweite Betonmischung
wird mit einem zweiten Verdichtungswerkzeug, dessen Durchmesser
kleiner als der des ersten Verdichtungswerkzeuges ist, verteilt
und verdichtet sowie ggf. die Innenfläche geglättet, bevor das Betonrohr entformt
wird. Dieses erfindungsgemäße Verfahren
zeichnet sich dadurch aus, dass der Formmantel beim Einbringen und
Verdichten beider Betonmischungen im Wesentlichen vertikal ausgerichtet
ist, so dass die so hergestellten Rohre sofort nach dem Verdichtungsvorgang und
vor dem Aushärten
der Rohre aus der Form entschalt werden können. Dadurch lassen sich nicht
nur verkürzte
Taktzeiten und damit eine wirtschaftlichere Fertigung von mehrschichtigen
Betonrohren erzielen, sondern es wird auch die Verbindung zwischen
den einzelnen Schichten des Betonrohres verbessert, da die erste, äußere Betonschicht
vor dem Aufbringen der zweiten, inneren Betonschicht nicht aushärten kann.
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Nach
einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist es vorgesehen, dass bevor die zweite Betonmischung in den Formmantel
eingefüllt
und in diesem verteilt und verdichtet wird, das erste Verdichtungswerkzeug über eine
Schnellwechseleinrichtung in dem ersten Ständer gegen das zweite Verdichtungswerkzeug
ausgewechselt wird und nachdem die zweite Betonmischung in den Formmantel
eingefüllt
und in diesem verteilt, verdichtet und die Innenfläche geglättet wurde,
das zweite Verdichtungswerkzeug über
eine Schnellwechseleinrichtung in dem ersten Ständer gegen das erste Verdichtungswerkzeug
ausgewechselt wird. Bei diesem Verfahren kann der Formmantel während der
Fertigung beider Schichten in seiner im Wesentlichen vertikalen
Position in dem Ständer
verbleiben. Der Formmantel wird erst nach dem Aufbringen sämtlicher
Schichten des Betonrohres über
die Drehscheibe aus dem Ständer
herausgeschwenkt.
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Alternativ
hierzu ist es auch möglich,
aus der ersten Beschickungsanlage die erste Betonmischung oberhalb
des ersten Verdichtungswerkzeuges in den Formmantel einzufüllen, während aus
der zweiten Beschickungsanlage im Wesentlichen zeitgleich die zweite
Betonmischung oberhalb des zweiten Verdichtungswerkzeuges durch
die Welle, auf der die Verdichtungswerkzeuge gelagert sind, zugeführt wird.
Die Verdichtungswerkzeuge sind dabei untereinander angeordnet. Dadurch
wird die zweite Schicht unmittelbar nach der ersten Schicht verteilt,
verdichtet und die Innenfläche
geglättet,
so dass eine Schnellwechseleinrichtung für das Verdichtungswerkzeug
entfällt
und das zweischichtige Rohr in nur einem Arbeitstakt hergestellt
werden kann.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist es vorgesehen, dass bevor die zweite Betonmischung in den Formmantel
eingefüllt
und in diesem verteilt und verdichtet wird, der Außendurchmesser
des ersten Verdichtungswerkzeuges reversibel verkleinert wird. Der
Außendurchmesser
des Verdichtungswerkzeuges ist dabei radial verstellbar. Es wird
folglich bei diesem Verfahren nur ein einziges radial verstellbares
Verdichtungswerkzeug benötigt.
In einem ersten Arbeitstakt wird die erste Betonmischung mit der
ersten Beschickungsanlage in den Formmantel eingefüllt. An dem
radial verstellbaren Verdichtungswerkzeug wird ein erster, größerer Außendurchmesser
eingestellt. Mit dieser Einstellung wird zunächst ein Rohr mit einem größeren Innendurchmesser
hergestellt. Danach kann das Verdichtungswerkzeug in eine Ausgangsposition
gebracht werden. Nun wird in einem weiteren Arbeitstakt die zweite
Betonmischung mit der zweiten Beschickungsanlage in den Formmantel eingefüllt. An
dem Verdichtungswerkzeug wird ein zweiter Außendurchmesser eingestellt,
der kleiner als der erste Außendurchmesser
ist. Mit dieser Einstellung wird dann die zweite, innere Schicht
mit dem kleineren Innendurchmesser eingebracht.
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Alternativ
hierzu ist es auch möglich,
den Formmantel auf der Drehscheibe aus dem zweiten Ständer herauszuschwenken
und im Wesentlichen vertikal stehend in einen zweiten Ständer einzuschwenken,
bevor die zweite Betonmischung in den Formmantel eingefüllt und
in diesem verteilt, verdichtet und die Innenfläche geglättet wird. Der Wechsel oder
das Verstellen der Verdichtungswerkzeuge kann dadurch entfallen,
wodurch die technische Ausstattung der Vorrichtung erheblich einfacher
wird.
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Das
Verfahren kann ohne zusätzliche
Vorrichtungen besonders einfach ausgeführt werden, wenn der Formmantel
aus dem ersten Ständer
im Wesentlichen vertikal stehend zu dem zweiten Ständer transportiert
und dort eingebracht wird, bevor die erste Betonmischung in dem
Formmantel ausgehärtet
ist. In dem zweiten Ständer
wird dann die zweite Betonmischung in den Formmantel eingefüllt und diese
mit dem zweiten Verdichterwerkzeug verteilt verdichtet und geglättet. Der
Wechsel des Verdichterwerkzeuges kann dadurch entfallen. Es sind
lediglich zwei Maschinen, die mit bekannten vertikalen Rohrherstellungsverfahren
arbeiten, räumlich
so anzuordnen, dass der Transport zwischen den Maschinen möglich ist,
bevor die erste Schicht ausgehärtet
ist.
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Ausführungsbeispiel
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und unter
Bezugnahme auf die Zeichnung näher
erläutert.
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Es
zeigen schematisch:
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1 eine
Frontansicht einer Vorrichtung nach einer ersten Ausführungsform
der Erfindung,
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2 eine
Seitenansicht der Vorrichtung nach 1,
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3 eine
Draufsicht auf die Vorrichtung nach 1,
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4 eine
Frontansicht einer Vorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung,
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5 eine
Draufsicht auf die Vorrichtung von 4,
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6 eine
Schnittansicht eines Rohres während
der Herstellung,
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7 eine
Frontansicht einer Vorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung,
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8 eine
Draufsicht auf die Vorrichtung von 7,
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9 eine
Frontansicht einer Vorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung,
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10 eine
Draufsicht auf die Vorrichtung von 9,
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11 eine
Frontansicht einer Vorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung,
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12 eine
Schnittansicht eines Rohres während
der Herstellung in der Vorrichtung nach 11 und
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13 eine
Schnittansicht eines Rohres während
der Herstellung in einer Vorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform.
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In
den 1 bis 3 ist eine erste Ausführungsform
einer Vorrichtung 1 dargestellt, welche einen Ständer 2 und
eine diesem zugeordnete Drehscheibe 3 aufweist. In dem
Ständer 2 ist
ein als Presskopf 4 ausgebildetes Verdichtungswerkzeug gelagert,
welcher in vertikaler Richtung innerhalb des Ständers 2 verfahrbar
und um seine vertikale Längsachse
drehbar ist.
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Auf
der Drehscheibe 3 sind zwei Formmäntel 5a und 5b im
Wesentlichen vertikal stehend angeordnet, wobei der in 1 rechte
Formmantel 5b in den Ständer 2 eingeschwenkt
ist. In dieser Position befindet sich der Formmantel 5b vertikal
unterhalb des Presskopfes 4, so dass dieser in den Formmantel 5b abgesenkt
werden kann. Durch eine Drehung der Drehscheibe 3 kann
der Formmantel 5b aus dem Ständer 2 herausgeschwenkt
und der Formmantel 5a in den Ständer 2 eingeschwenkt
werden.
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Wie
insbesondere aus der Darstellung der 2 und 3 ersichtlich
ist, ist in dem Ständer 2 eine
erste Beschickungsanlage 6 mit einem Betonsilo 6a und
einem Füllband 6b angeordnet.
Weiter ist in dem Ständer 2 eine
zweite Beschickungsanlage 7 mit einem zweiten Betonsilo 7a und
einem zweiten Füllband 7b positioniert.
Die Füllbänder 6b und 7b verlaufen
dabei von dem Betonsilo 6a bzw. 7a bis zu einer
Position oberhalb des in den Ständer 2 eingeschwenkten
Formmantels 5b, so dass jeweils eine Betonmischung durch
die Beschickungsanlagen 6 und 7 in den Formmantel 5b eingefüllt werden
kann.
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Die
in den 4 und 5 dargestellte Ausführungsform
der Vorrichtung 1' entspricht
im Wesentlichen der oben unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschriebenen
Ausführungsformen,
wobei gleiche Bauteile mit den selben Bezugsziffern versehen sind.
Dem Ständer 2 der
Vorrichtung 1' ist
eine Drehscheibe 3 zugeordnet, auf welcher ein in den Ständer 2 eingeschwenkter
Formmantel 5b und ein zweiter Formmantel 5a positioniert
sind. Oberhalb des Formmantels 5b ist in dem Ständer 2 ein
Presskopf 4 angeordnet. Zudem ist in dem Ständer 2 eine erste
Beschickungsanlage 6 zum Einfüllen einer ersten Betonmischung
in den Formmantel 5b angeordnet, welche ein Betonsilo 6a und
ein Füllband 6b aufweist.
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Weiter
ist in der Vorrichtung 1' eine
zweite Beschickungsanlage 8 zum Einfüllen einer zweiten Betonmischung
in den Formmantel 5b vorgesehen. Die zweite Beschickungsanlage 8 weist
dabei eine Betonpumpe 8a auf, die mit einem Pumpenschlauch 8b verbunden
ist, welcher wiederum an der Oberseite des Formmantels 5b endet,
so dass die zweite Betonmischung aus dem Pumpenschlauch 8b in
den Formmantel 5b eingefüllt werden kann.
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Bei
der in den 7 und 8 dargestellten Ausführungsform
ist neben dem ersten Ständer 2 ein zweiter
Ständer 2' derart angeordnet,
dass Formmäntel 5a, 5b über die
Drehscheibe 3 aus dem ersten Ständer 2 unmittelbar
in den zweiten Ständer 2' eingeschwenkt
werden können
und umgekehrt. Jeder der Ständer 2, 2' ist dabei mit
einer Beschickungsanlage 6 bzw. 7 und einem Presskopf 4 bzw. 4' ausgestattet.
Die Pressköpfe 4, 4' weisen einen unterschiedlichen
Durchmesser auf, um die Schichten 9a, 9b des Rohres 9 zu
formen. Der Bauraum der gezeigten Vorrichtung ist daher sehr gering
und die mehrschichtigen Rohre 9 lassen sich mit hoher Taktzahl
fertigen.
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Falls
die unter Bezugnahme auf die 7 und 8 beschriebene
unmittelbar nebeneinander gelegene Anordnung der Ständer 2 und 2' bspw. aus Platzgründen nicht
möglich
ist, können
die Ständer 2 und 2' auch, wie in
den 9 und 10 dargestellt, beabstandet
voneinander positioniert werden. Jeder Ständer 2, 2' ist dabei mit
einer separaten Drehscheibe 3, 3', einer Beschickungsanlage 6 bzw. 7 und
einem Presskopf 4 bzw. 4' ausgestattet. Zwischen den Ständern 2, 2' ist eine durch
die Doppelpfeile angedeutete Transporteinrichtung vorgesehen, mittels
der die Formmäntel 5a, 5b aus
dem ersten Ständer 2 in den
zweiten Ständer 2' transportiert
werden können und
umgekehrt. Auf diese Weise ist es auch möglich, eine Vorrichtung zur
Herstellung eines einschichtigen Rohres mit einem einzelnen Ständer 2 durch
das Vorsehen eines zweiten Ständers 2' mit einer zweiten Beschickungsanlage 7 derart
nachzurüsten,
dass mehrschichtige Rohre 9 hergestellt werden können.
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In 6 sind
zwei Fertigungsschritte bei der Herstellung eines zweischichtigen
Betonrohres 9 dargestellt, wobei die rechte Hälfte das
Verdichten der ersten, äußeren Schicht 9a mit
dem ersten Presskopf 4 zeigt, während in der linken Hälfte von 6 das
Auftragen der zweiten, inneren Schicht 9b mit dem zweiten
als Presskopf 4' ausgebildeten
Verdichtungswerkzeug darstellt.
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Die
beiden Pressköpfe 4, 4' sind auf einer Welle 10 gelagert
und können
mit der Welle 10 in vertikaler Richtung bewegt werden.
Jeder der beiden Pressköpfe 4, 4' weist mehrere
Verteilerrollen 11, 11', mehrere Verdichter- oder Pressrollen 12, 12' und Glättkolben 13, 13' auf. Die Verteilerrollen 11, 11' laufen dabei
mit hoher Geschwindigkeit um die Welle 10 um und verteilen
so den von oben in den Formmantel 5b eingefüllten Beton
in radialer Richtung an der Wand des Formmantels 5b. Die
Pressrollen 12, 12', welche
gemeinsam einen größeren Durchmesser
beschreiben als die Verteilerrollen 11, 11', laufen gemeinsam
mit den Glättkolben 13, 13' mit geringerer Geschwindigkeit
und in entgegengesetzter Richtung zu den Verteilerrollen 11, 11' um die Welle 10 um. Wie
in 6 dargestellt, wird hierbei der Beton an der Wand
des Formmantels 5b verdichtet und geglättet.
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Im
Folgenden wird nun das Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen
Betonrohren 9 erläutert.
Zunächst
wird über
die Drehscheibe 3 ein leerer Formmantel 5b in
die in den Figuren dargestellte Position innerhalb des Ständers 2 eingeschwenkt. Durch
die erste Beschickungsanlage 6 wird aus dem Betonsilo 6a über das
Füllband 6b eine
erste Betonmischung in den Formmantel 5b eingefüllt. Gleichzeitig
wird der erste Presskopf 4 in dem Ständer 2 bis in den
Formmantel 5b hinein abgesenkt, so dass die erste Betonmischung
von dem ersten Presskopf 4 in den Formmantel 5b verteilt
und verdichtet wird. Durch Einfüllen
von weiterem Beton und gleichzeitigem Rotieren und Anheben des Presskopfes 4 innerhalb
des Formmantels 5b entsteht auf diese Weise von unten nach
oben ein einschichtiges Betonrohr 9a.
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Wenn
dieses Betonrohr 9a in dem Formmantel 5b fertig
gestellt ist, wird die Zufuhr der ersten Betonmischung aus dem Betonsilo 6a gestoppt
und der Presskopf 4 wird vollständig aus dem Formmantel 5b herausgefahren.
Der erste Presskopf 4 wird dann bspw. über eine Schnellwechseleinrichtung
gegen einen zweiten Presskopf 4' ausgewechselt, dessen Durchmesser
d2 kleiner als der Durchmesser d1 des ersten Presskopfes 4 ist.
Dieser zweite Presskopf 4' wird
dann in den Formmantel 5b abgesenkt, während gleichzeitig aus dem
zweiten Betonsilo 7a über
das Füllband 7b bzw. über die
Betonpumpe 8a und den Pumpenschlauch 8b eine zweite
Betonmischung in den Formmantel 5b eingefüllt wird,
welche durch den zweiten Presskopf 4' verteilt und verdichtet wird.
Die zweite Betonmischung verbindet sich dabei mit der noch nicht
ausgehärteten
ersten Betonmischung in dem Formmantel 5b, so dass ein
zweischichtiges Betonrohr 9a, 9b gebildet wird.
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Wenn
auch der zweite Presskopf 4' vollständig aus
dem Formmantel 5b nach oben herausgefahren ist, kann das
fertige Betonrohr 9 in dem Formmantel 5b auf der
Drehscheibe 3 aus dem Ständer 2 herausgeschwenkt
werden, wobei gleichzeitig ein leerer Formmantel 5a in
den Ständer 2 eingeschwenkt
wird. Nun kann das zweischichtige Betonrohr 9 zum Aushärtplatz
transportiert und ggf. noch vor dem Aushärten aus dem Formmantel entnommen
werden.
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Alternativ
zu diesem Verfahren ist es auch möglich, nach der Herstellung
der ersten, äußeren Schicht 9a des
Betonrohres 9 durch den Presskopf 4 in dem Ständer 2 den
Formmantel 5b mittels der Drehscheibe 3 aus dem
Ständer 2 herauszuschwenken
und in einen in 7 und 8 gezeigten
Ständer 2' einzuschwenken
bzw., wie in 9 und 10 angedeutet,
in einen zweiten Ständer 2' zu transportieren,
in welchem dann die zweite, innere Schicht 9b mit einem
zweiten Presskopf 4' und
einer zweiten Beschickungsanlage gefertigt wird. In gleicher Weise
lassen sich auch Betonrohre mit weiteren inneren Schichten herstellen.
Dabei können
die Betonrohre eine Bewehrung oder Armierung bspw. einen Käfig aus
Stahldraht, aufweisen.
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Eine
weitere Ausführungsform
der Vorrichtung zur Herstellung eines zweischichtigen Betonrohres 9 ist
in 11 dargestellt. In dem Ständer 2 sind hierzu
neben der Drehscheibe 3 zum Ein- bzw. Herausschwenken eines
Formmantels 5 zwei Beschickungsanlagen 6 und 8 vorgesehen,
wobei die Beschickungsanlage 8 für die zweite Betonmischung eine
Betonpumpe 8a aufweist, die mit einem Pumpenschlauch 8b verbunden
ist, welcher in eine Hohlwelle 10' mündet. Auf der Hohlwelle 10' sind ein erstes
Verdichtungswerkzeug 4 und vertikal darunter ein zweites
Verdichtungswerkzeug 4' gelagert.
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Wie
in 11 gezeigt, weist das erste Verdichtungswerkzeug,
das als ein Presskopf 4 ausgebildet ist, mehrere Verteilerrollen 11,
mehrere Verdichter- oder Pressrollen 12 und einen Glättkolben 13 auf.
Die Verteilerrollen 11 laufen dabei mit hoher Geschwindigkeit
um die Welle 10' um
und verteilen so den von oben in den Formmantel 5 eingefüllten Beton in
radialer Richtung an der Wand des Formmantels 5. Die Pressrollen 12,
welche gemeinsam einen größeren Durchmesser
beschreiben als die Verteilerrollen 11, laufen gemeinsam
mit dem Glättkolben 13 mit
geringerer Geschwindigkeit und in entgegengesetzter Richtung zu
den Verteilerrollen 11 um die Welle 10' um, so dass
hierbei die erste Betonmischung als äußere Schicht 9a an
der Wand des Formmantels 5 verdichtet und geglättet wird.
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In
gleicher Weise weist auch das zweite Verdichtungswerkzeug, das ebenfalls
als ein Presskopf 4' ausgebildet
ist, mehrere Verdichter- oder Pressrollen 12' und einen Glättkolben 13' auf. Zwischen
dem ersten Presskopf 4 und dem zweiten Presskopf 4' ist in der
Hohlwelle 10' eine
Auslassöffnung
vorgesehen, durch die die zweite Betonmischung von der Pumpe 8a in
den Formmantel 5 eingebracht wird. Die Pressrollen 12', welche gemeinsam
einen kleineren Durchmesser d2 beschreiben
als der erste Glättkolben 13,
laufen gemeinsam mit dem zweiten Glättkolben 13' um die Welle 10' um, so dass
hierbei die zweite Betonmischung als innere Schicht 9b an
der Wand des Formmantels 5 verdichtet und geglättet wird.
Auf diese Weise wird in einem Arbeitsgang das zweischichtige Rohr 9 hergestellt.
Der oben beschriebene Transport der Formmäntel zwischen zwei Ständern 2, 2' sowie ein Werkzeugwechsel
zwischen den Bearbeitungsschritten kann daher entfallen.
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Alternativ
hierzu kann bspw. die zweite Betonmischung über einen in 13 gezeigten
Sprühkopf 14,
der unterhalb des Glättkolbens 13 des
ersten Presskopfes 4 auf der Hohlwelle 10' vorgesehen
ist, als innere Schicht 9b aufgetragen werden. Durch den von
der Pumpe 8a erzeugten Druck sowie Fliehkräfte wird
die zweite Betonmischung beim Auftreffen auf die äußere Schicht 9a fest
mit dieser verbunden. Es ist daher nicht erforderlich in dem zweiten
Presskopf 4' Verteilerrollen 11' oder Pressrollen 12' vorzusehen. Die
innere Schicht 9b wird durch den Glättkolben 13' des zweiten
Presskopfes 4' geglättet.
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- 1,
1'
- Vorrichtung
- 2,
2'
- Ständer
- 3,
3'
- Drehscheibe
- 4
- erster
Presskopf (Verdichtungswerkzeug)
- 4
- zweiter
Presskopf (Verdichtungswerkzeug)
- 5,
5a, 5b
- Formmantel
- 6
- erste
Beschickungsanlage
- 6a
- Betonsilo
- 6b
- Füllband
- 7
- zweite
Beschickungsanlage
- 7a
- Betonsilo
- 7b
- Füllband
- 8
- zweite
Beschickungsanlage
- 8a
- Betonpumpe
- 8b
- Pumpenschlauch
- 9
- Betonrohr
- 9a
- erste, äußere Schicht
- 9b
- zweite,
innere Schicht
- 10
- Welle
- 10'
- Hohlwelle
- 11,
11'
- Verteilerrolle
- 12,
12'
- Pressrolle
(Verdichterrolle)
- 13,
13'
- Glättkolben
(Glättwerkzeug)
- 14
- Sprühkopf
- d1
- Innendurchmesser
der äußeren Schicht 9a
- d2
- Innendurchmesser
der inneren Schicht 9b