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Vorrichtung zum Auftragen einer dünnwandigen Auflage von etwa 2 bis
5 mm aus Beton auf die Innenwand eines Rohres aus Beton Die Erfindung betrifft eine
Vorrichtung zum Auftragen einer dünnwandigen Auflage von etwa 2 bis 5 mm aus Beton
auf die Innenwand eines Rohres aus Beton unter Verwendung einer feststehenden Schalung
und eines darin senkrecht verschiebbaren und gleichzeitig drehbaren Auftragkolbens,
dessen Mantelfläche zum Aufschleudern des lose aufgeworfenen Schichtmaterials auf
die Rohrinnenwand geneigt ist, die nach unten bis zu einem Durchmesser entsprechend
dem Innendurchmesser der Schutzschicht zur Glättung der letzteren zylindrisch ausläuft
und einen kegelstumpfförmigen Teil zwischen geneigter und zylindrischer Mantelfläche
aufweist.
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Es sind Vorrichtungen zum Gießen von Betonrohren bekannt, bei welchen
ein senkrecht verschiebbarer und gleichzeitig drehbarer Aüftragkolben vorgesehen
ist, dessen in Richtung der Aufwärtsverschiebung des Kolbens vordere Stirnfläche
von der Mitte zum Rand abwärts geneigt ist, und an die die zylindrische Mantelfläche
des Kolbens anschließt. Zur Verdichtung des auf den Kolben aufgebrachten Materials
dienen gekrümmte Schaufeln, die am Umfang der zylindrischen Mantelfläche in Abständen
aufgesetzt sind. Solche Vorrichtungen sind zum Gießen von dünnwandigen Rohren oder
Auflagen auf die Innenwand von Rohren nicht geeignet, da die Schaufeln der Wandstärke
der dünnwandigen Auflage entsprechend schmal ausgeführt werden müssen und dann nicht
mehr wirksam sind, weil in den durch die Wandstärke gegebenen schmalen Schlitz nicht
genügend Auflagematerial zu den Schaufeln gelangen kann. Ferner wird durch die Schaufeln
im wesentlichen ein axial gerichteter Druck ausgeübt, wogegen für das Auftragen
einer Auflage ein radialer Druck erwünscht ist. Bei der dünnwandigen Auflage handelt
es sich um eine Wandstärke von etwa 2 bis 5 mm im Gegensatz zu Betonröhren mit einer
Wandstärke von etwa 25 bis 70 mm. Im übrigen nutzen sich die Schaufeln natürlich
bei dem von ihnen zu verdichtenden harten Material auch rasch ab, so daß dieser
Nachteil bei der schmalen Schaufelbreite besonders ins Gewicht fällt.
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Es ist auch bekannt, für die Herstellung von Betonrohren den Auftragkolben
mit einer senkrechten Antriebswelle, auf der der Antriebsmotor sitzt, heb- und senkbar
anzuordnen, wobei die Antriebswelle gegen seitliche Verschiebung an zwei Stellen
fest gelagert ist; die eineLagerstelle bilden dabei am Motorgehäuse vorgesehene
seitliche Ausleger, die in senkrechten Schienen gerade geführt sind, und die zweite
Lagerstelle besteht aus einem fixen Lager für die Antriebswelle selbst. Die seitlichen
Ausleger dienen gleichzeitig zur Verhinderung der Verdrehung des An triebsinotors.
Für die Herstellung von dünnwandigen Auflagen auf der Innenseite von Rohren ist
diese starre Lagerung der Antriebswelle nicht geeignet, da sie zu ungleich starker
Wandstärke führen kann, die mit Rücksicht auf die geringere Wandstärke zu vermeiden
ist.
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Weiter ist eine Vorrichtung zum Auskleiden von Rohren bekannt, bei
der ein Behälter mit durch eine Blende gesteuerten Austrittsöffnungen im Inneren
des auszukleidenden Rohres hochgezogen wird. Für das Auf- und Abwärtsbewegen und
das Rotieren des Behälters sowie zur Öffnung und Schließung der Blende sind automatische
Steuerungsvorrichtungen vorgesehen. Das Auftragsmaterial, das durch die Zentrifugalkraft
aus den Öffnungen des Behälters herausgeschleudert wird, wird dabei durch einen
zylindrischen Körper, der unter dein Behälter angeordnet und mit diesem verbunden
ist, ausgebreitet und geglättet.
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Das bei der bekannten Vorrichtung eingesetzte und im Vorratsbehälter
zur Erhöhung der Fließfähigkeit erwärmte Material, Asphalt, Bitumen od. dgl., ist
fließfähig. Asphalt, Bitumen brauchen auch keineswegs in dem Maße verdichtet werden
wie Beton, der durch die Verdichtung porenfrei werden soll. Für fließfähiges Material
und insbesondere Asphalt od. dgl. genügt der in Höhe und Durchmesser geringe, ringförmige
Übergang vom Vorratsbehälter zum Glättungszylinder für die Verdichtung. Ein ganz
anderes Verhalten zeigt dagegen der für die Auflage gemäß der Erfindung verwendete
Beton, der trocken, etwa erdfeucht sein muß, damit bei Verdichten kein Wasser
herausgepreßt
wird, welches längs der Auflage abläuft und diese wieder aufschlämmt. Trockener
Beton ist aber krümelig, klebrig und keinesfalls fließfähig und wird von dem bekannten
Auftragkolben ungepreßt Hochgehoben, da die Keilwirkung der Abrundung des Glättungskolbens
zu gering ist, um das Material zu erfassen.
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Bei einer anderen bekannten Vorrichtung zur Herstellung von Betonrohren
ist auf dem Glättungszylinder ein kegelstumpfförmiger Teil aufgesetzt und sind an
dessen oberer ebenen Stirnfläche Schaufeln zum Abschleudern des eingebrachten Materials
vorgesehen. such diese Vorrichtung eignet sich nicht für die Herstellung dünnwandiger
Auflagen, da feinkörniger, erdfeuchter Beton wegen seiner Klebrigkeit zum größ-.en
Teil an den verhältnismäßig großen Flächen der Schaufeln und auf dem ebenen Boden
des Kolbens liegenbleibt und nicht abgeschleudert wird, insbesondere als nur die
für die Auflage notwendige Menge eingebracht werden soll, die aber nicht sehr groß
ist, nur etwa ein Zehntel des für das ganze Rohr benötigten Materials entspricht.
Die Neigung des kegelstumpfförmigen Teiles ist zu klein bzw. der Spaltwinkel zwischen
Rohrinnenwand und Kegelfläche zu groß, so daß in den Spalt mehr Material kommt -
vorausgesetzt das Abschleudern wäre möglich -, als für den laufenden Aufbau der
Schutzschicht notwendig it. Das erdfeuchte Material kann aber wegen der geringen
Wandstärke nicht seitlich ausweichen und wird somit nicht erfaßt, sondern ungepreßt
mit dem Kolben hochgehoben.
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Die Erfindung, welche darauf abzielt, die Nachteile der bekannten
Vorrichtungen zu vermeiden, besteht im Wesen darin, daß der Auftragkolben von einer
mit allseitigem Spiel geführten Welle anzutreiben und zu seiner Zentrierung ein
Distanzring vorgesehen ist und daß der kegelstumpfförmige l11antelteil einen Neigungswinkel
von etwa 80 bis 86° aufweist.
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In dem Spalt zwischen der Rohrinnenwand und dem kegelstumpfförmigen
Teil des Kolbens, der zufolge der großen Neigung der Mantelfläche des ke-elstumpfförmigen
Teiles einen kleinen Spaltwinkel aufweist, wird das laufend eingebrachte und von
der kegeligen Kolbenhaube gegen die Rohrwand geschleuderte Material trotz seiner
krümeligen Beschaffenheit erfaßt, so daß es von dem kegelstumpfförmigen Kolbenteil
nicht hochgehoben, sondern gegen die Rohrwand gedrückt wird.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Antriebswelle zur
pendelnden Aufhängung des Auftragkolbens mit am Motorgehäuse vorgesehenen, seitlichen
Auslegern mit Spiel in Führungsschienen geführt.
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Durch die erfindungsgemäße, mit allseitigem Spiel geführte Welle und
den bombierten Distanzring werden die Abweichungen des Rohres von der Lotrechten
bzw. von der Vorrichtungsachse korrigiert und die gleichmäßig starke Auftragung
der Auflage gewährleistet. Das Betonrohr wird auf einer anderen Maschine, z. B.
einer Rohrpresse, hergestellt, da das Material für das Rohr mit dem für die Auflage
aus Gründen unerwünschter chemischer Einwirkungen nicht vermengt werden darf. Aus
betriebswirtschaftlichen Gründen kommt das noch nicht abgebundene Betonrohr mit
seiner Schalung zur erfindungsgemäßen Vorrichtung. Das Einrichten des Rohres auf
der Grundplatte derVorrichtung kann-Serienerzeugung vorausgesetzt - natürlich nicht
so genau sein, daß #1ie Achsen des Rohres und der Vorrichtung geometri-,cli zusammenfallen.
Bei den bekannten starren Anordnungen der Antriebswelle würde der Auftrag ungleich
stark bzw. ungleich verdichtet werden, was aber besonders bei einer dünnwandigen
Auflage zu einer bedeutenden Oualitätsverschlechterung führt. Wenn sich die Antriebswelle
vom Kolben nach abwärts erstreckt, wird der bombierte Distanzring an einer vom Kolben
senkrecht nach aufwärts gerichteten Führungsstange abnehmbar befestigt.
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In der Zeichnung ist die Vorrichtung-gemäß der Erfindung zum Auftragen
einer dünnwandigen Auflage beispielsweise dargestellt.
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Zur Aufbringung der Auflage oder Schutzschicht S wird das Betonrohr
1 entweder unmittelbar nach der Herstellung im noch nicht abgebundenen Zustand mit
seiner Schalung 2 und dem Unterring 3 oder auch im erhärteten Zustand ohne Schalung
und Ring auf die Auflage 4 bzw. die Platte 6 gestellt. Die Platte 6 ist mit einem
im Fundament 9 verankerten C-Eisen-Rahmen 8 verbunden und hat eine zentrale, kreisförmige
Öffnung 7. Das Fundament 9 weist einen gleichachsigen kreisförmigen Schacht 10 auf,
dessen lichte Weite dem Durchmesser der größten Rohrtype angepaßt ist, wogegen die
lichte Weite der Plattenöffnung sich nach den Durchmessern der verschiedenen Rohrtypen
richtet, aus welchem Grunde die Platten auswechselbar angeordnet sind.
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Die mit der Platte 6 fest verbundene Auflage 4 ist mit aus ihrer Auflagefläche
vorragenden Stiften 5 versehen, die in Löcher der Randversteifung der Schalung 2
greifen und damit diese und das Betonrohr gegen Verdrehung während des Arbeitsverfahrens
sichern. Vor dem Aufstellen des Betonrohres wird in den Unterring 3 ein gleich hoher
Ring 11 eingelegt, dessen Stärke der Dicke der Schicht S entspricht. Das Material
für die Schutzschicht wird mit einem Auftragkolben 12 aufgebracht, der drei aneinander
anschließende Außenflächen verschiedener Form aufweist. Die Stirnfläche 13 ist kegelförmig
ausgebildet, verläuft daher geneigt von der Mitte nach abwärts. Die anschließende
Mantelfläche des Kolbens verläuft konisch nach außen, so daß ein kegelstumpfförmiger
Teil 14 entsteht, der sich bis zu einem Durchmesser erstreckt, welcher dem Innendurchmesser
der Schutzschicht S gleich ist. An diesen kegelstumpfförmigen Teil schließt dann
der zylindrische Teil 15 des Kolbens an.
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Uber dem Kolben ist auf der Welle ein bombierter Distanzring 16 angeordnet,
der die konzentrische Rotation des Kolbens im Verhältnis zur Innenwand des Rohres
und damit eine gleichmäßige Stärke der Schutzschicht sichert. Ein eingelegter Ring
17 schützt die obere innere Kante des Muffenrohres vor Beschädigungen, insbesondere
beim Einbringen des Kolbens und des Distanzringes.
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Der Auftragkolben wird von einem Motor 19 mittels einer mit dem Kolben
verbundenen Welle 18 angetrieben. Ein Seil 20, das über zwei Umlenkrollen 21 läuft,
verbindet den Motor mit einer von Hand oder maschinell zu betreibenden Winde 22,
mit welcher der Motor höhenverstellbar ist und während des Arbeitsvorganges hochgezogen
wird. Zwei am Motor angebrachte Ausleger 23 verhindern die Verdrehung des Motors.
Ihre Enden sind in C-Eisen-Schienen 24, die längs dem Ständer des Arbeitsgerüstes
25 angebracht sind, wie die Darstellung zeigt mit Spiel geführt. Auf diese Weise
ist Auspendeln der Antriebswelle möglich, damit sich der Kolben etwaigen Unebenheiten
der Rohrinnenwand anpassen kann.
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Der Motor kann auch unterhalb des Kolbens in dem Schacht 10 längsgeführt
sein und den Kolben nach
oben bewegen. In diesem Fall ist der Distanzring
16 auf einer Führungsstange am Scheitel der Stirnfläche des Kolbens abnehmbar befestigt.
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Das Schichtmaterial wird von oben in Richtung des Pfeiles in das Rohr
1 eingebracht, während der Kolben unter Rotation aufwärts gezogen wird. Die Drehzahl
des Kolbens kann etwa 100 U/min oder mehr betragen und die Aufwärtsverschiebung
mit etwa 100 cm/min oder mehr erfolgen. Der kegelige Teil 13 des Kolbens schleudert
das Schichtmaterial an die Rohrinnenwand, der kegelstumpfförmige Teil 14 verdichtet
das aufgeschleuderte Material, und der zylindrische Teil 15 glättet es. Der durch
den kegelstumpfförmigen Teil 14 während seiner Verdrehung und Aufwärtsbewegung ausgeübte
Verdichtungsdruck wirkt hauptsächlich in radialer Richtung im Sinne des erforderlichen
Anpressens des Auflagematerials an die Innenwand des Rohres 1.
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Die zur Glättung dienende Mantelfläche 15 des Kolbens soll mindestens
doppelt, vorzugsweise dreihis viermal so lang sein wie die der Verdichtung dienende
-Mantelfläche 14. Der Neigungswinkel des kegeligen Teiles 13 beträgt zweckmäßig
zwischen 30 und 60', wogegen, wie erwähnt, der Neigungswinkel des verdichtend wirkenden
Teiles 14 etwa 80 bis 86° ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die
Neigung der Fläche 14 zur Horizontalen etwa 84° und jene der Fläche 13 etwa 35°.
Vorzugsweise steht die Höhe des Verdichtungsteiles 14 zum Rohrinnendurchmesser in
einem bestimmten Verhältnis, und zwar ist sie etwa ein Sechstel bis ein Zehntel
des Durchmessers groß, mindestens aber 40 mm.
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An Stelle der Winde 22 kann natürlich auch eine andere Vorrichtung
zum Heben und Senken des Motors bzw. Kolbens verwendet werden, beispielsweise ein
Zahnradtrieb, wenn der Motor unterhalb des Kolbens angeordnet ist.