DE19540308B4 - Vorrichtung zum Drehen, insbesondere Wenden von schweren Längsbauteilen um ihre Längsachse - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zum Drehen, insbesondere Wenden von schweren Längsbauteilen um ihre Längsachse, mit wenigstens zwei in zueinander parallelen und zur Längsachse senkrechten Ebenen angeordneten antreibbaren Bauteilaufnahmen, wobei ein mit einer Flüssigkeit (10) gefülltes Becken (9) vorgesehen ist, in welche Flüssigkeit das von den Bauteilaufnahmen (8) gehaltene Längsbauteil (1) zumindest teilweise eingetaucht ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (11) zum Konstanthalten der auf das Längsbauteil in der Flüssigkeit ausgeübten Auftriebskräfte vorgesehen ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Drehen, insbesondere Wenden von schweren Längsbauteilen um ihre Längsachse, mit wenigstens zwei in zueinander parallelen und zur Längsachse senkrechten Ebenen angeordneten antreibbaren Bauteilaufnahmen, wobei ein mit einer Flüssigkeit gefülltes Becken vorgesehen ist, in welche Flüssigkeit das von den Bauteilaufnahmen gehaltene Längsbauteil zumindest teilweise eingetaucht ist.
• Die Fertigung von Bauteilen für den Anlagen-, Ingenieur- oder Verkehrsbau muss häufig aus herstellungstechnischen Gründen in einer Lage erfolgen, die nicht mit der bestimmungsmäßigen Einbaulage übereinstimmt. Solche Bauelemente müssen dann zu einem geeigneten Zeitpunkt um eine ausgezeichnete Achse gedreht werden; der Drehwinkel kann dabei bis zu 180° und manchmal auch mehr betragen. Dieser Vorgang wird als "Lastwenden", "Wenden" oder "Drehen" bezeichnet, wenn das Bauteil für die Ausführung dieses Vorganges angehoben werden muss. Konkret kann man an die Herstellung von Fertigteilen aus Stahlbeton, Spannbeton oder in der Stahlverbundbauweise, wie z. B. Fahrwegträgern für eine Hochgeschwindigkeitsmagnetbahn ( DE 38 37 774 C1 ) denken, die zur Einhaltung bestimmter Genauigkeitsansprüche oder Qualitätsanforderungen auf dem Kopf stehend gefertigt werden.
• Für das Drehen bzw. Wenden solcher Bauteile werden besondere Vorrichtungen benötigt, wenn ihre Abmessungen und Gewichte ein gewisses Maß übersteigen. Eine erste, aus der Praxis bekannte, für diesen Einsatzzweck vorgesehene Vorrichtung der eingangs genannten Art weis zwei kreisförmige Rahmen als Bauteilaufnahmen auf, in die das zu wendende Längsbauteil eingespannt wird. Im allgemeinen genügen zum Lastwenden die zwei Rahmen, bei sehr langen Bauteilen können jedoch mehrere hintereinanderstehende Rahmen dieser Art erforderlich werden, die mittels simultan gesteuerter Antriebe das Wenden bewirken. Vorrichtungen dieser Art sind in Stahlbauwerkstätten bei der Fertigung von Brücken- oder Hochbauteilen gebräuchlich, um günstige Lagen für das Schweißen von Nähten einzunehmen. – Andere bekannte Vorrichtungen der eingangs genannten Art, sogenannte Lastwendegeräte (Sonderdruck der VETTER Fördertechnik GmbH aus "Bänder, Bleche, Rohre" 12-1989), bestehen aus einem hängenden Antrieb. Das Längsbauteil hängt in endlosen Gurten als Bauteilaufnahmen, die in ihrer Längsrichtung angetrieben werden und somit ein Umwälzen des Längsbauteils bewirken. – Bei einer dritten bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art ( DE 39 17 545 A1 ) wird das Längsbauteil in zwei U-förmig verlegten Endlosgurten eingelegt. Die Gurte werden an geeigneter Stelle angetrieben, wobei das Objekt in die gewünschte Lage gedreht wird.
• Gemeinsames Merkmal der vorgenannten bekannten Vorrichtungen ist, dass die Stützung langer Objekte mehr oder weniger punktförmig erfolgt und im Medium "Luft" gearbeitet wird, so dass das Eigengewicht der zu drehenden Längsbauteile einerseits die ggf. erforderliche Reibungskraft sichert. Dabei werden aber erhebliche Beanspruchungen infolge Biegung und Torsion im Objekt während des Wendens hervorgerufen. Diese Beanspruchungen müssen bei der Dimensionierung und konstruktiven Gestaltung der zu wendenden Bauteile berücksichtigt werden. Sie können einen bedeutsamen Mehraufwand erfordern, wenn bleibende Verformungen und sonstige Schäden vermieden werden sollen und/oder wenn wegen der erforderlichen Mindestfestigkeit des Betons der Drehvorgang erst relativ spät erfolgen kann. Im allgemeinen erfolgt der Drehvorgang so langsam, dass die aus der Massenträgheit der zu wendenden Objekte herrührenden Massenkräfte neben den Gewichtskräften vernachlässigt werden können. Bei Bauteilen, deren Schwerachse nicht mit der Drehachse zusammenfällt, kann es schwierig sein, diese Voraussetzung zu erfüllen, wenn der Drehvorgang zur Instabilität neigende Zwischen- oder Endlagen erreicht. Es kann dann plötzliches Durchlagen der Bauteilabschnitte zwischen den Anschlagbereichen in eine stabile Lage eintreten. Beschädigungen des Bauteils sowie Gefährdung der Wendevorrichtung und des Personals sind dann nicht auszuschließen.
• Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist im Übrigen aus DE 40 33 333 A1 bekannt. Diese Vorrichtung dient zum Einführen und zum Herausführen einer Kraftfahrzeugkarosserie in ein bzw. aus einem Behandlungsbad. In dem Behandlungsbad wird die Fahrzeugkarosserie behandelt und sie ist dazu um eine vorgegebenen Achse drehbar. Mit der erfindungsgemäßen Technologie hat diese Offenbarung weiter nichts zu tun.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, anzugeben, wie man bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art beim Drehen und Wenden der Längsbauteile die Beanspruchungen in letzteren verringern kann.
• Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Steuereinrichtung zum Konstanthalten der auf das Längsbauteil in der Flüssigkeit ausgeübten Auftriebskräfte vorgesehen ist. Bei der Flüssigkeit handelt es sich vorzugsweise um Wasser.
• Die Erfindung nutzt hierbei das sogenannten Archimedische Prinzip, gemäß dem jeder Körper beim Eintauchen in eine Flüssigkeit eine nach oben gerichtete Auftriebskraft erfährt, die dem Betrag nach gleich ist der Gewichtskraft der vom Körper verdrängten Flüssigkeit. Dabei geht die Erfindung von der Überlegung aus, dass der Wendevorgang einfacher beherrschbar ist und die Beanspruchungen im Objekt verringert werden, wenn das Objekt während des Wendens entlastet wird. Insbesondere bei Objekten, die als Hohlkörper in der Stahlbeton-, Stahl- oder Stahlverbundbauweise hergestellt sind, wird das Drehen in einem Flüssigkeitsbad vorgenommen, das mit der Flüssigkeit so wie gefüllt ist, dass der gewünschte Auftrieb erreicht wird. Dabei ist es nicht erforderlich, dass das zu drehende Objekt bzw. Längsbauteil schwimmfähig ist. Durch den Auftrieb wird das zu drehende Objekt sehr wirkungsvoll von den Gewichtskräften entlastet. Somit wird die Beanspruchung, die während des Wendens im Objekt hervorgerufen wird, bedeutend vermindert. Die Erfindung ist deshalb besonders dann vorteilhaft einsetzbar, wenn der Auftrieb einen bedeutsamen Anteil des Eigengewichtes erreicht. Auch die Dimensionierung der Drehvorrichtung kann für entsprechend verminderte Anforderungen vorgenommen werden. Wegen der geringeren Beanspruchung ist bei Betonkörpern, die ihre Festigkeit erst allmählich entwickeln, ein früheres Drehen möglich. Damit lassen sich die Fertigung deutlich beschleunigen und die Kosten reduzieren. Insgesamt folgt daraus eine Verminderung des Materialaufwandes und der Investitionskosten für die Herstellung des Objekts.
• Für die weitere Ausgestaltung bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten. So ist nach einer bevorzugten Ausführungsform die Anordnung so getroffen, dass die Bauteilaufnahmen im Sinne einer Veränderung der Höhenstellung des Längsbauteils im Becken einstellbar sind. Bei einigen der eingangs geschilderten Vorrichtungen muss zur Durchführung des Drehvorgangs, wie bereits ausgeführt wurde, ein gewisser Kraftschluss durch Reibung sicher hergestellt werden. Dazu empfiehlt es sich, die Auftriebskraft, die von der jeweiligen Tauchtiefe abhängig ist, während des Drehens konstant zu halten. Das kann beispielsweise dadurch verwirklicht werden, dass die Vorrichtung bzw. Bauteilaufnahmen während des Drehens ihre Höhe über dem Flüssigkeitsbad, insbesondere durch Heben und Senken, ändert. Erfindungsgemäß wird eine Steuereinrichtung zum Konstanthalten der auf das Längsbauteil ausgeübten Auftriebskraft eingesetzt. Im einzelnen kann hierbei die Hakenlast ständig gemessen und simultan mittels der Steuereinrichtung die Höhe so geändert werden, dass die Hakenlast während des Wendevorgangs konstant bleibt.
• Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer im Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung
• 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung,
• 2 einen Querschnitt durch den Gegenstand der 1, und
• 3 und 4 den Gegenstand der 2 im Zuge der Manipulation eines Objektes.
• Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung dient zum Wenden von schweren Längsbauteilen 1 um ihre Längsachse 2. Bei den Längsbauteilen 1 handelt es sich um Fahrwegträger für eine Hochgeschwindigkeitsmagnetbahn, die gleichsam auf dem Kopf stehend hergestellt und anschließend um 180° gedreht werden. Die Vorrichtung besteht zunächst aus einem in Kranhaken 3 eingehängten Längskörper 4, in dem eine von einem Motor 5 antreibbare Längswelle 6 gelagert ist, auf deren Enden jeweils eine Rolle 7 befestigt ist. Über diese beiden Rollen 7 ist jeweils ein endloser Gurt geführt. Diese beiden Gurte dienen als Bauteilaufnahmen 8, die in zueinander parallelen und zur Längsachse 2 senkrechten Ebenen angeordnet und vom Motor 5 antreibbar sind.
• Die Besonderheit dieser Vorrichtung besteht nun darin, dass zusätzlich ein Becken 9 vorgesehen ist, das mit einer Flüssigkeit 10, insbesondere Wasser, gefüllt ist. In die Flüssigkeit 10 ist das von den Bauteilaufnahmen 8 bzw. Gurten gehaltene Längsbauteil 1 zumindest teilweise eingetaucht. Durch Heben und Senken der Bauteilaufnahmen 8 kann die auf das Längsbauteil 1 ausgeübten Auftriebskraft beim Drehen konstant gehalten werden. Dies erfolgt automatisch mit Hilfe einer Steuereinrichtung 11, die die Kranhakenlast misst und bei Änderung durch Heben und Senken des Kranhakens 3 konstant hält.
• Die Funktionsweise der beschriebenen Vorrichtung ergibt sich unschwer aus den 2 bis 4. Wie 2 verdeutlicht, wird das Längsbauteil 1 mit Hilfe einer Traversenanordnung 12 in Herstellungslage in das Becken 9 bzw. in die Flüssigkeit 10 eingetaucht. Die Gurte 8 werden um das Längsbauteil 1 herumgeführt und auf die Rollen 7 des am Kranhaken 3 hängenden Längskörpers 4 aufgelegt. Danach wird das Längsbauteil 1 angehoben, wobei es teilweise aus der Flüssigkeit 10 hervorschaut; diesen Zustand zeigt die 2. Durch Betätigen des Motors 5 werden nun die Gurte 8 angetrieben und der Wendevorgang beginnt; das zeigt 3. Während des Wendens wird von der Steuereinrichtung 11 die Hakenlast gemessen und durch Heben oder Senken des Längsbauteils 1 die Hakenlast bzw. Auftriebskraft konstant gehalten. Ist der Drehvorgang beendet, wird die Traversenanordnung 12 zur Stützung des Längsbauteils 1 angehoben, werden die Gurte 8 entfernt und anschließend das Längsbauteil 1 aus dem Becken 9 herausgehoben.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Drehen, insbesondere Wenden von schweren Längsbauteilen um ihre Längsachse, mit wenigstens zwei in zueinander parallelen und zur Längsachse senkrechten Ebenen angeordneten antreibbaren Bauteilaufnahmen, wobei ein mit einer Flüssigkeit (10) gefülltes Becken (9) vorgesehen ist, in welche Flüssigkeit das von den Bauteilaufnahmen (8) gehaltene Längsbauteil (1) zumindest teilweise eingetaucht ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (11) zum Konstanthalten der auf das Längsbauteil in der Flüssigkeit ausgeübten Auftriebskräfte vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Becken (9) mit Wasser gefüllt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteilaufnahmen (8) für die Höhenstellung des Längsbauteils (1) im Becken (9) verändernd einstellbar sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteilaufnahmen (8) heb- und senkbar sind.