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Vorrichtung zum Herstellen von Bewehrungskörben, ins-
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besondere für Pfeiler, Rammpfähle oder dgl. aus Beton Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Bewehrungskörben aus Längdrähten und
einem umlaufenden Wickeldraht, der an den Kreuzungsstellen mit den Längsdrähten
verschweißt ist, insbesondere für Pfeiler, Rammpfähle oder dgl. aus Beton, mit einer
ortsfesten, an ihrem Umfang drehbar gelagerten Lehrenscheibe und einer gleichachsig
zu dieser angeordneten, drehbaren und
axial bewegbaren Kopfscheibe,
wobei die Längdrähte durch die Lehrenscheibe hindurchgezogen und mit ihren Enden
in der Kopfscheibe befestigt sind, und mit elektrischen Einzelantrieben für die
Drehbewegungen der Lehrenscheibe und der Kopfscheibe.
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Mit den bekannten Vorrichtungen dieser Art werden querschnittlich
runde oder allenfalls ovale Bewehrungskörbe mit meist wenigstens fünf Längsstäben
gefertigt. Die Verformung des Wickeldrahtes ist hierbei kein Problem. Er schmiegt
sich im Verlauf des Wickelvorganges der durch die Längsstäbe vorgegebenen Rundung
ohne weiteres an. Soweit erforderlich, wirkt die Schweißrolle mit ihrem Auflagedruck
bei der Verformung mit.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Herstellen
von Bewehrungskörben vorzuschlagen, deren Wickeldraht an den Längsdrähten abgewinkelt
ist, die somit eine eckige Querschnittsform, insbesondere eine rechteckige Querschnittsform
haben.
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Bei der Verwendung bekannter Bewehrungswickelmaschinen für diesen
Zweck ergeben sich zwei wesentliche Schwierigkeiten. Zur Erreichung der gewünschten
Biegeverformung an den Ecken muß der Wickeldraht mit einer so hohen Zugspannung
aufgebracht werden, daß er beim Schweißen bricht. Es lassen sich also nur verhältnismäßig
runde Ecken formen. Zum anderen ergab sich, daß der Wickeldraht die Neigung hat,
nach dem Abbiegen an den Ecken etwas zurückzufedern,
was letztlich
dazu führt, daß der fertige Bewehrungskorb einen Drall aufweist, seine Stirnflächen
also gegeneinander winkelversetzt sind. Insbesondere längere Bewehrungskörbe für
Rammpfähle sind unbrauchbar, wenn sie diesen Formfehler aufweisen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe unter Überwindung der genannten Schwierigkeiten
wird ausgehend von einer Vorrichtung der einleitend näher bezeichneten Art erfindungsgemäß
vorgeschlagen, daß eine Biegerolle federnd nachgiebig angeordnet ist, welche den
Wickeldraht vor dem Festschweißen an den Längsstäben winkelförmig abbiegt, und daß
eine Steuervorrichtung für die Einzelantriebe vorgesehen ist, welche es gestattet,
die Kopfscheibe mit einer genau einstellbaren, zur Drehgeschwindigkeit proportionalen
Drehgeschwindigkeitsdifferenz schneller anzutreiben als die Lehrenscheibe, so daß
sich pro Umdrehung ein definierter Vorlaufwinkel der Kopfscheibe ergibt.
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Mit der Biegerolle, die vorzugsweise an einem von einem pneumatischen
Zylinder bewegten Hebel gelagert ist, wird der Wickeldraht ohne besondere Zugspannung
und zeitlich vor dem Schweißen abgewinkelt, so daß der schon verformte Wickeldraht
geschweiSt wird. Das ergibt einwandfreie Schweißstellen und Drahtbrüche werden sicher
vermieden. Ein genau definierter Vorlauf der Kopfscheibe, wie er hier vorgeschlagen
wird, bewirkt schon bei der Entstehung des Bewehrungskorbes eine Verdrillung desselben
in einer Richtung, die der erfahrungsgemäß vorhandenen Verdrillungstendenz
entgegengesetzt
ist. Auch ein derart mit Vorlauf gewickelter Bewehrungskorb federt oder dreht zurück.
Diese Rückdrehung geht aber von der bei der Fertigung erzeugten entgegengesetzt
verdrillten Form aus, so daß der entspannte Bewehrungskorb die gewünschte exakt
prismatische Form hat.
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Da die Verdrillungstendenz vom Steigungswinkel des Wickeldrahtes,
d.h. von der Vorschubgeschwindigkeit der Kopfscheibe, abhängig sein kann, wird weiter
vorgeschlagen, daß die Drehgeschwindigkeitsdifferenz von der axialen Vorschubgeschwindigkeit
der Kopfscheibe derart abhängt, daß sie m i t dieser, d.h. gleichsinnig, ansteigt.
Schließlich ist die Verdrillungstendenz auch noch dadurch beeinflußbar, daß man
den Zulaufwinkel des Wickeldrahtes der aus der axialen Vorlaufgeschwindigkeit der
Kopfscheibe und aus der Drehgeschwindigkeit sich ergebenden Steigung anpaßt. Dies
erreicht man vorzugsweise dadurch, daß der Zulaufwinkel des Wickeldrahtes mittels
einer schwenkbar angeordneten, den Wickeldraht führenden Zulaufdüse verstellbar
ist, insbesondere dadurch, daß die Zulaufdüse auf einem Hebel sitzt, der mittels
eines pneumatischen Zylinders verstellt werden kann.
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Bei solchen eckigen Bewehrungskörben mit verhältnismäßig kleinem Querschnitt
ist die Steigung des Wickeldrahtes verhältnismäßig groß und - infolge der Ecken
- unstetig. Die Schweißrolle, die bei bekannten Maschinen dieser Art stets nur in
der Rollenebene,
also in einer zur Bewehrungskorbachse senkrechten
Ebene schwenkbar ist, erfährt dadurch eine bisher nicht gekannte Belastung senkrecht
zur Rollenebene, die sich in einer die Güte der Schweißung beeinträchtigenden Rüttelbewegung
der Schweißrolle bemerkbar macht. Es wird daher vorgeschlagen, daß der an sich bekannte
Schweißrollenhebel, an welchem die den Schweißdruck bestimmende Kraft angreift,
an einem weiteren Hebel mit zur Schweißrollenachse senkrechter Schwenkachse gelagert
ist, der unter einer Federkraft steht, so daß die Schweißrolle in Vorschubrichtung
der Längsdrähte nachgiebig ist.
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Andere wesentliche Merkmaie der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen
und aus einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das nachfolgend anhand der Zeichnung
näher erläutert wird. Im einzelnen zeigt Fig. 1 eine an unwesentlichen Stellen verkürzte
Ansicht einer teilweise aufgeschnittenen Bewehrungskorb-Wickelmaschine, Fig. 2 eine
Draufsicht der Maschine nach Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt III-III in größerem
Maßstab, Fig. 4 eine räumliche Darstellung eines Teils eines mit der Maschine hergestellten
Bewehrungskorbes und Fig. 5 einen Teilschnitt der Magazinwelle mit einer Aufnahmeöse.
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Die in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Maschine besteht im wesentlichen
aus einer auf einem Grundgestell befestigten Bearbeitungseinheit 1, einer Vorschubeinheit
2 und einem Magazin 3. Das Grundgestell allein ist etwa 25 m lang und besteht aus
zwei parallelen Längsträgern 4 aus I-Profil, die auf mehreren kniehohen Querträgern
5 aufliegen.
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Mit der Maschine können z.B. 10 m lange Bewehrungskörbe hergestellt
werden, von denen einer in Fig. 4 teilweise dargestellt ist. Jeder Bewehrungskorb
besteht aus vier parallelen Längsstäben 6 von etwa 12 mm Durchmesser in querschnittlich
quadratischer Anordnung, die einen gegenseitigen Abstand von etwa 20 mm haben.
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Um die Längsstäbe 6 herum ist ein etwa 5 mm dicker Wickeldraht 7 gewickelt
und dabei an den Längsstäben etwa rechtwinklig abgebogen und mit diesen verschweißt.
Der gezeigte Bewehrungskorb weist an den Endbereichen einige Windungen 8 mit geringerer
Steigung als in dem längeren Mittelbereich auf.
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Als feststehender Teil der Bearbeitungseinheit 1 ist auf dem Grundgestell
ein Portal 9 angebracht, das oben einen kleinen Galgen 10 trägt. In der unteren
Hälfte des Portals sind an diesem freilaufend drei Tragrollen 11 gelagert, in deren
querschnittlich rechteckige Umfangsnuten eine Lehrenscheibe 12 eingreift. Eine vierte
Tragrolle 11, die an einem Knotenblech 13 an der Spitze des Portals mit vertikal
beweglicher Achse gelagert ist und unter Federkraft steht, drückt von oben auf die
somit drehbar gelagerte
Lehrenscheibe 12. Auf der Rückseite, d.h.
gemäß den Figuren 1 und 2 rechts, ist an der Lehrenscheibe 12 eine Magazinwelle
14 befestigt, deren anderes Ende in einem Stehlager 15 gelagert ist.
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Dieses Stehlager ruht auf einem feststehenden Lagerbock 16. Die Lehrenscheibe
12 hat einen Zahnkranz 17 und wird von einem Getriebemotor 18 mit angekuppeltem
zusätzlichem Getriebe 19 mittels eines Ritzels 20 angetrieben. An der Antriebswelle
des Getriebemotors 18 ist ein Drehgeschwindigkeitsgeber 21 mittels eines Keilriemens
angeschlossen.
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An der Vorderseite der Lehrenscheibe 12 ist an dieser ein Massering
22 aus Kupferbronze elektrisch isoliert und fest angebracht.
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Ferner sitzt auf der Lehrenscheibe eine auswechselbare Spreizlehre
23. Dies ist ein quadrischer, hohler Körper aus Isolierstoff in dessen vier Kanten
rinnenförmige metallische Führungsstücke 24 eingelassen sind. Auf jedem der Führungsstücke
sitzt eine gefederte Druckrolle 25. Die Lehrenscheibe 12 hat vier Löcher, welche
mit den Nuten der Führungsstücke 24 fluchten und an deren Rückseite jeweils ein
Trichter 26 angeordnet ist. Hier werden die Längsstäbe 6 durchgesteckt, so daß sie
unter Mitwirkung der Druckrollen 25 mit den Führungsstücken 24 in gutem elektrischen
Kontakt stehen. Die Führungsstücke 24 sind mit dem Massering 22 elektrisch leitend
verbunden.
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Von oben her drückt eine Biegerolle 27 auf die Spreizlehre 23 bzw.
den vorderen Teil der Führungsstücke 24. Sie ist an einem
Hebel
28 frei drehbar gelagert, der seinerseits um einen am Portal 9 befestigten horizontalen
Stehzapfen 29 schwenkbar gelagert ist und unter dem Einfluß eines als Feder wirkenden
pneumatischen Hubzylinders 30 steht, der sich andererseits an dem Galgen 10 abstützt.
Der Wickeldraht 7 wird über eine an dem Hebel 28 befestigte Durchlauföse 31 sowie
eine auf den Durchmesser des Wickeldrahtes abgestimmte Führungsdüse 32 zugeführt,
so daß er unter der Biegerolle 27 durchläuft. Die Führungsdüse 32 ist an einem kurzen
Schwenkhebel 33 befestigt, dessen Winkelstellung mittels eines nicht dargestellten
pneumatischen Stellzylinders festlegbar ist. Dadurch läßt sich der Zulaufwinkel
des Wickeldrahtes 7 ändern.
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Eine Rollenschweißvorrichtung, deren schalttechnische Komponenten
in einem Schrankgestell 34 untergebracht sind, umfaßt als wesentliche Bestandteile
eine Kontaktrolle 35, die auf dem Massering 22 läuft, und eine gleich große und
gleich gestaltete Schweißrolle 36. Die Kontaktrolle 35 wird auf eine aus den Zeichnungen
nicht näher ersichtliche Weise an den Massering 22 angedrückt. Sie erhält über ein
flexibles Kupferband 37 und einen auf ihre Seitenfläche aufgedrückten hebelgelagerten
Schleifkontakt 38 (Fig. 2) Strom vom Schweißtransformator.
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Die Schweißrolle 36 ist an einem Winkelhebel 39 gelagert und auf gleiche
Weise wie die Kontaktrolle 35 über Schleifkontakt und Kupferband am Schweißtransformator
angeschlossen. Der Winkelhebel
39 ist an einem Schwenkzapfen 40
gelagert, der am freien Ende eines Hebelarms 41 sitzt und dieser Hebelarm ist seinerseits
in einem Lager 42 mit vertikaler Achse an dem feststehenden Schrankgestell 34 gelagert.
Ein als Rückstellfeder wirkender pneumatischer Hubzylinder 43, der an dem Schrankgestell
34 schräg angelenkt ist, drückt den Hebelarm 41 in die gezeichnete Stellung zurück.
An dem Hebelarm ist ferner eine Stütze 44 befestigt und zwischen dieser und dem
freien Ende des Winkelhebels 39 ist ein pneumatischer Hubzylinder 45 eingeschaltet,
der beim Einfahren seiner Kolbenstange die Schweißrolle 36 auf den Wickeldraht 7
drückt. Mit diesem Hubzylinder 45 kann somit der Schweißdruck eingestellt werden.
Der Hebelarm 41 hat die Aufgabe, eine schwenkende Ausweichbewegung der Schweißrolle
36 in Richtung der Längsstäbe 6 zu ermöglichen. Schließlich ist zur Kühlung der
Schweiß- und der Kontaktrolle ein Ventilator 46 vorgesehen, der über ein Hosenrohr
47 und zwei Kappen 48 Raumluft auf die Rollen bläst.
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Die Vorschubeinheit 2 besteht aus einem Wagen 49 in Form eines kastenförmigen
Gehäuses, das auf vier Laufrollen 50 mit Führungskränzen auf den Längsträgern 4
verfahrbar ist. In dem Wagen 49 ist mit horizontaler Achse eine Kopfscheibe 51 drehbar
gelagert.
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Sie wird in gleicher Weise wie die Lehrenscheibe 12 von einem Getriebemotor
52 mit vorgeschaltetem Zusatzgetriebe 53, die auf dem Wagen aufgebaut sind, über
ein Ritzel 54 angetrieben. Die Drehgeschwindigkeit des Getriebemotors 52 wird mittels
eines
Drehgeschwindigkeitsgebers 55 erfaßt. An der Kopfscheibe
51 sind vier pneumatisch betätigbare Klemmzangen 56 angebracht, deren Klemmöffnungen
der Bearbeitungseinheit 1 zugekehrt sind und welche die Enden der Längsstäbe 6 fassen.
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Zur Fortbewegung des Wagens 49 ist an der Unterseite des oberen Quersteges
des einen Längsträgers 4 eine Verzahnung 57 in Form einer angeschweißten Antriebskette
vorgesehen. In diese greift ein Antriebsritzel 58 ein, dessen Welle an der rückwärtigen
Seite des Wagens 49 in Höhe der Längsträger 4 gelagert ist. Über dieser Welle befindet
sich am Wagen ein Podest 59, auf dem der Fahrantriebsmotor 60 mit zugehörigem Getriebe
montiert ist. Er treibt über eine Kette 61 mit zugehörigem Kettenrad das Antriebsritzel
58 an. Die Stromzuführung für den Wagen 49 erfolgt mittels eines nicht dargestellten,
an Rollen aufgehängten Kabels, das sich an der dem Schrankgestell 34 gegenüberliegenden
Seite des Grundgestells erstreckt. Ein Kabelausleger, über den das Kabel den Wagen
erreicht, ist mit 62 bezeichnet.
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Die Längsträger 4 und das Grundgestell sowie auch das Magazin 3 sind
in der Zeichnung mehrfach gebrochen dargestellt. In Wirklichkeit ist die Maschine
viel länger. Zur Unterstützung des frei hängenden Bewehrungskorbes zwischen der
Lehren- 12 und der Kopfscheibe 51 sind zwei hochschwenkbare Stützen 63 vorgesehen,
von denen nur eine dargestellt ist. Sie gliedert sich in einen halbrunden innen
glatten Stützsattel 64, der an einem Schwenkarm 65
fest angebracht
ist. Der Schwenkarm ist genau zwischen den beiden Längsträgern 4 an einer am Boden
befestigten Platte 66 gelagert und kann mittels eines pneumatischen Hubzylinders
67 so weit nach unten geschwenkt werden, daß der Wagen 49 darüber wegfahren kann.
Die Steuerung des Hubzylinders 67 erfolgt mit Hilfe eines an dem Wagen angebrachten
Metallfingers 68. Dieser arbeitet mit an dem einen Längsträger 4 angebrachten Signalköpfen
derart zusammen, daß die betreffende Stütze 63 jeweils hochschwenkt, sobald ein
entsprechend langes Stück des Bewehrungskorbes fertiggestellt ist, das der Stützung
bedarf, und sobald der Wagen 49 das Hochschwenken der Stütze 63 nicht mehr behindert.
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Eine einstellbare Steuereinrichtung für die Antriebe der Lehrenscheibe
12 und der Kopfscheibe 51, d.h. für die Getriebemotoren 18 und 52, ist in dem Schrankgestell
34 untergebracht. Dort befinden sich auch manuell betätigbare Einstellorgane. Die
IST-Werte beider Drehgeschwindigkeiten werden mit Hilfe der Drehgeschwindigkeitsgeber
21 und 55 erfaßt und entsprechenden Regelkreisen zugeleitet. Ferner wird der bei
der Herstellung eines Korbes sich jeweils wieder neu aufbauende Vorlaufwinkel der
Kopfscheibe angezeigt. Die Steuervorrichtung ist ferner so eingerichtet, daß nach
der Fertigstellung jedes Bewehrungskorbes sich die Kopfscheibe 51 selbsttätig um
den Vorlaufwinkel wieder zurückdreht, so daß der Bewehrungskorb ohne Eigenspannung
und damit gefahrlos aus der Maschine genommen werden kann.
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Die Magazinwelle 14 muß mindestens so lang wie die längsten auf der
Maschine verarbeitbaren Längsstäbe 6 sein. Vom Rand des Flansches zu den Enden der
Magazinwelle 14 sind zur Versteifung Spanndrähte gezogen. An jedem Ende der Magazinwelle
und auch an den Flanschen in der Mitte sind Aufnahmeösen 69 entsprechend der Darstellung
nach Fig. 5 angeschweißt, die mit einer um eine Zapfen 70 schwenkbaren Verschlußzunge
71 versehen sind. Die Verschlußzunge steht unter dem Einfluß einer Zugfeder 72.
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Mit der beschriebenen Maschine wird wie folgt gearbeitet: Zunächst
wird das Magazin 3 gefüllt, indem Längsstäbe 6 einzeln unter Niederdrücken der Verschlußzungen
71 in die Aufnahmeösen 69 gefüllt werden. Von den vier Längsstab-Vorratsbündeln
wird nun jeweils ein Längsstab 6 durch den zugehörigen Trichter 26, durch die Lehrenscheibe
12, unter der Druckrolle 25 hindurch über das Führungsstück 24 geschoben und sein
Ende in die betreffende Xlemmzange 56 der Kopfscheibe 51 eingeklemmt. Die Vorschubeinheit
1 wurde zu diesem Zweck zuvor so weit an die Bearbeitungseinheit 1 herangefahren,
daß die Klemmzangen 56 der Spreizlehre 23 unmittelbar gegenüberstehen.
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Nunmehr wird der Anfang des Wickeldrahtes 7 unter die Schweißrolle
36 gelegt und an dem betreffenden Längstab 6 festgeschweißt.
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Sodann wird der Hubzylinder 30 unter Druck gesetzt, so daß die Biegerolle
27 den Wickeldraht 7 an den in Fig. 3 oben liegenden Längsstab 6 andrückt. Nunmehr
beginnen gleichzeitig die Lehrenscheibe
12 und die Kopfscheibe
51 sich gemäß Fig. 3 nach rechts zu drehen. Dabei schwenkt der die Schweißrolle
36 tragende Winkelhebel 39 etwas nach links und die Biegerolle 27 federt nach unten
und winkelt den Wickeldraht ab. Sobald die Schweißrolle 36 am nächsten Kreuzungspunkt
angelangt ist, wird, durch die Drehbewegung der Lehrenscheibe 12 gesteuert, die
Schweißung mittels eines kurzen Stromstoßes ausgeführt. Während die Biegerolle 27
lediglich eine periodische Schwenkbewegung um den Stehzapfen 29 macht, wird die
Schweißrolle 36 von dem schräg einlaufenden Wickeldraht 7 auch in Richtung der Längsstäbe
6 mitgenommen, was wegen des vertikalachsig gelagerten Hebelarms 41 möglich ist.
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Wenn an den gestreckten Stellen des Wickeldrahtes zwischen den Längsstäben
6 der Auflagedruck der Schweißrolle 36 nachläßt bzw.
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diese vom Wickeldraht abhebt, wird sie vom Hubzylinder 43 wieder in
ihre Ausgangsebene zurückgeführt.
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Gleichzeitig mit dem Beginn der Drehbewegungen beginnt auch die vom
Fahrantriebsmotor 60 mittels des Antriebsritzels 58 verursachte Vorschubbewegung
des Wagens 49 von der Bearbeitungseinheit 1 weg. Die Vorschubgeschwindigkeit ist
zunächst langsam, so daß sich die aus Fig. 4 ersichtlichen engen Windungen 8 ergeben.
Nach der gewünschten Anzahl von Anfangswindungen wird dann auf eine größere Vorschubgeschwindigkeit
umgeschaltet, wobei gleichzeitig die Führungsdüse 32 des Wickeldrahtes 7 so geschwenkt
wird, daß der Zulaufwinkel des Wickeldrahtes der größeren Steigung besser entspricht.
Die Kopfscheibe 51 läuft normalerweise schneller als die
Lehrenscheibe
12, so daß ein Vorlaufwinkel erwächst. Er beträgt maximal 250° bei sehr langen Bewehrungskörben
und ungünstiger Wickeldrahtqualität. Die Drehzahldifferenz ist einstellbar und kann
auch gleich Null sein, was einem Synchronlauf von Kopf- und Lehrenscheibe entspricht.
Beim Ubergang von der kleinen zur großen Steigung des Wickeldrahtes 7 wird selbsttätig
auf eine größere Drehgeschwindigkeitsdifferenz geschaltet, desgleichen umgekehrt,
wenn gegen Ende des Bewehrungskorbes wieder auf kleine Steigung zurückgegangen wird.
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Sobald im Verlauf des Herstellungsvorganges eines Bewehrungskorbes
der Wagen 49 über die erste Stütze 63 so weit weggefahren ist, daß diese hochschwenken
kann, gibt einer der an dem Längsträger 4 angebrachten Signalköpfe ein Signal ab,
demzufolge die Stütze hochschwenkt, so daß der sich drehende Bewehrungskorb auf
dem Stützsattel 64 zur Auflage kommt. Wira der Bewehrungskorb länger, so schwenkt
schließlich auch die zweite Stütze hoch. Sind die Längsdrähte 6 bis zum Ende bewickelt,
so hält der Wagen 49 an, die Kopfscheibe 51 dreht sich um den inzwischen erreichten
Vorlaufwinkel zurück und die Klemmzangen 56 öffnen sich. Der fertige Bewehrungskorb
kann nun, richtige Einstellung der Steuereinrichtung vorausgesetzt, ohne jede Rückfederungsneigung
oder Verwindung entnommen werden.
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Mit Beginn des Rücklaufs des Wagens 49 werden zunächst die beiden
Stützen 63 wieder nach unten geschwenkt, so daß der Wagen mit den Klemmzangen 56
bis an die Spreizlehre 23 heranfahren kann.
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Nun beginnt mit dem Einführen vier neuer Längsstäbe 6 aus dem Magazin
3 und mit dem Erfassen der Längsstabenden in den Klemmzangen 56 die Herstellung
eines neuen Bewehrungskorbes.