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Einschubgerät für Spannstahl
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Beschreibung: Die Erfindung betrifft ein Einschubgerät für Spannstahl
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige bekannte Einschubgeräte werden verwendet, um Spannstahl,
der als Litze aus beispielsweise sieben Drähten ausgebildet ist, in ein in einem
Bauwerk, beispielsweise einer SpannbetonbrUcke, angeordnetes Hüllrohr einzuziehen.
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Hierzu wird der Apparat über einen Abstandshalter an dem Bauwerk gegenüber
der Stirnseite des Hüllrohrs angebracht.
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Das Einschubgerät zieht mittels seines Paares angetriebener Reibrollen
den Spannstahl von einer Trommel ab und schiebt ihn durch das HUllrohr des Bauwerks.
Das Einschubgerät ist gewöhnlich Bestandteil eines sogenannten Ablängautomaten,
der eine hydraulische Schere zum Abscheren des Spannstahls umfasst. Die Steuerung
des Transports des Spannstahls und des Ablängens wird gewöhnlich durch eine Bedienungsperson
am Austrittsende des Spannstahls an dem Hüllrohr vorgenommen.
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Dadurch können nacheinander mehrere Spannstähle als Spannglieder in
ein Hüllrohr komplett eingelegt werden. - Die bekannten Ablängautomaten sind mit
einem Paar durch einen Hydraulikmotor angetriebener Reibrollen ausgebildet, die
an ihrem Umfang eine Profilierung zur möglichst rutschfreien Verbindung des Umfangs
der Reibräder mit dem Spannstahl aufweisen. Gleichwohl kann es vorkommen, dass der
Spannstahl, der mit dem Paar Reibrollen transportiert wird, durch die Reibrollen
nicht sicher genug erfasst wird, um das von dem Hydraulikmotor erzeugte Drehmoment
über ein Getriebe sicher auf den Spannstahl zu übertragen. Vielmehr kennen insbesondere
in den häufigen Fällen, in denen die Spannglieder bzw. der Spannstahl über lange
Strecken durch das Bauwerk zu führen ist, die Reibrollen gegenüber dem Spannstahl
durchrutschen.
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Diese störende Erscheinung behindert nicht nur den zugegen Durchschub
der Spannglieder durch die Hüllrohre, sondern kann auch an den Spannatählen Reibkorrosion
erzeugen, da der verwendete Stahl in dieser Hinsicht recht empfindlich ist.
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Der Anpressdruck an den Reibrollen wird bei dem zum Stand der Technik
gehörenden Einschubgeräten gewöhnlich durch eine Feder an dem Spanner erzeugt, die
eine von dem gegenseitigen Abstand der Reibrollen abhängige Federkraft auf den Spanner
ausübt. Bei kleinen Änderungen des Spaltabstandes zwischen den Reibrollen ist somit
die Federkraft annähernd konstant.
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Um einen unerwünscht grossen Schlupf zwischen den Reibrollen und dem
Spannstahl vor allem dann zu vermeiden, wenn der Spannstahl in lange und gegegenfalls
gekrümmte Hüllrohre einzuschieben ist, könnte daran gedacht werden, das zum Stand
der Technik gehörende Einschubgerät durch die Verwendung einer stärkeren Feder zu
verbessern. Diese stärkere Feder kann aber deswegen nachteilig sein, weil sie die
Lager der beweglichen Reibrolle auf die Dauer sehr stark belasten kann, wobei insbesondere
Wälzlager im Stillstand gefährdet sein können.
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Zu der vorliegenden Erfindung gehört daher die Aufgabe, den Schlupf
an den Reibrollen eines Einschubgerätes herabzusetzen, ohne eine insgesamt stärkere
und damit schwerere und voluminösere Bauweise des Einschubgerätes vorzusehen.
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Diese Aufgabe wird für ein Einschubgerät der eingangs genannten Gattung
durch eine Ausbildung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.
Hierbei wird also in vorteilhafter Weise von einer Feder als Erzeuger der Anpresskraft
ab gegangen. Statt dessen wird der Spanner mit einem Betätigungselement ausgestattet,
dessen erzeugte Kraft von der
dem Betätigungselement zugeführten
Energie abhängt. Diese Energie wird erfindungsgemäss in Abhängigkeit von dem Motordrehmoment
so gesteuert, dass eine hohe Energie und damit eine grosse Spannkraft auftritt,
wenn der Motor, der die Reibrollen antreibt, ein grosses Drehmoment erzeugt. Hingegen
erreicht die Energie und damit die Spannkraft ein Minimum, wenn die Reibrollen nur
leerlaufen oder überhaupt nicht angetrieben werden. In dem zwischen dem Leerlauf
und dem maximalen Drehmoment liegenden Bereich kann vorteilhaft eine fast proportionale
Anpassung des Anpressdrucks an das von dem Motor gelieferte Drehmoment erfolgen.
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Dieses Einschubgerät hat den wesentlichen Vorteil, dass der Schlupf
zwischen den Reibrollen und dem Spannstahl entscheidend herabgesetzt werden kann,
wenn der Spannstahl entgegen einen grossen Widerstand in ein HUllrohr geschoben
werden muss. Andererseits wird das Einschubgerät und insbesondere Jede der Reibrollen
nur wenig oder überhaupt nicht durch den Spanner belaste-t, wenn der Motor kein
nennenswertes Drehmoment abgibt.
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Der Spanner kann beispielsweise mit einem Elektromagneten als Betätigungselement
ausgebildet sein, der mit einem elektrischen Strom beaufschlagt wird, welcher wiederum
von der Stromaufnahme eines Elektromotors, der die Reibrollen antreibt, abhängen
kann. Es ist in dieser Weise möglich, dass in den Fällen, in denen der Elektromotor
ein grosses Drehmoment abgeben muss, um den Spannstahl gegen grosse Widerstände
durch das Hüllrohr zu schieben, der Spanner mit einem so grossen Strom beaufschlagt
wird, dass die von dem Elektromagneten ez eugte Kraft mit Sicherheit ausreicht,
um beide Reibrollen
zur Ubertragung des Motordrehmoments genügend
fest auf den Spannstahl zu drücken.
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In einer besonders zweckmässigen Ausbildung des erfindungsgemässen
Einschubgeräts, in dem die Reibrollen durch einen Hydraulikmotor angetrieben werden,
ist vorgesehen, dass der Spanner einen Hydraulikzylinder aufweist, der mit einem
Motoranschluss für Hydraulikflüssigkeit derart in fluidleitender Verbindung steht,
dass bei einer wanderung des Fluiddrucks durch den Hydraulikmotor eine selbsttätige
Anpassung des durch den Hydraulikzylinder erzeugten Anpressdrucks erfolgt.
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Hier wird also der Hydraulikzylinder, der den Spanner betätigt, mit
dem Druck beaufschlagt, der in der Fluidleitung zwischen einer Hydraulikpumpe und
dem Hydraulikmotor in Abhängigkeit von dem von dem Motor abverlangten Drehmoment
auftritt. Da der Hydraulikdruck sich selbsttätig Je nach der Belastung des Hydraulikmotors
einstellt, wird letztlich der durch den Spanner ausgeübte Anpressdruck in äusserst
wenig aufwendiger Weise selbsttätig durch den Hydraulikmotor gesteuert.
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Diese Ausbildung des Einschubgeräts zeichnet sich durch besondere
Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit aus.
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Zweckmässigerweise ist bei einem Einschubgerät, dessen Hydraulikmotor
über zwei Hydraulikfluidleitungen mit einer umsteuerbaren Hydraulikpumpe in Verbindung
steht, die Massnahme vorgesehen, dass in einer der Hydraulikleitungen ein Wechselventil
dergestalt angeordnet und mit dem Hydraulikzylinder verbunden ist, dass das Wechselventil
stets auf der Seite des höheren Drucks eine fluidleitende Verbindung zu dem Hydraulikmotor
herstellt.
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Durch das Wechselventil wird also gewährleistet, dass unabhängig von
der Drehrichtung des Hydraulikmotors in gleicher Weise von dem Drehmoment des Hydraulikmotors
abhängige Anpressdrücke
gebildet werden.
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Die Steuerung des Hydraulikmotors bzw. der Pumpe kann dabei auch über
Fernsteuerung elektrohydraulisch durch eine Bedienungsperson am Austrittsende der
Spannglieder erfolgen.
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Im einzelnen ist das Einschubgerät mit einem Hydraulikzylinder als
Spanner zweckmässig so ausgebildet, dass ein Kolben des Hydraulikzylinders über
einen kugeligen Druckbolzen an einer Wippe angreift, in der eine Reibrolle um eine
Drehachse drehbar gelagert ist, und dass die Wippe um eine Schwenkachse senkrecht
zur Drehachse der Reibrollen schwenkbar ist.
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Durch die Wippe wird in einfacher aber zuverlässiger Weise die Auslenkung
des Kolbens in dem Hydraulikzylinder in eine Auslenkung einer der Reibrollen umgewandelt.
Dabei treten keine nennenswerten Verluste durch Reibung auf.
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In einer besonders bevorzugten Weiterbildung des Einschubgeräts ist
vorgesehen, dass zwei Paare angetriebener Reibrollen, die Jeweils einen SpalL zur
Führung des Spannstahls bilden, dergestalt angeordnet sind, dass die Spalte miteinander
fluchten und dass sämtliche Reibrollen über ein Zahnradgetriebe mit Piner Antriebswelle
in Verbindung stehen, die mit dem Hydraulikmotor gekuppelt ist.
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Hier wird also ein sonst möglicher Schlupf zwischen den Reibrollen
und dem Spannstahl mit Sicherheit dadurch vermieden, dass die an dem Spannstahl
angreifenden Flächenelemente der Reibrollen vergrössert werden. Gleichwohl ist dieses
Einschubgerät kompakt, da die Vergrösserung der BerUhrungsflSchen an dem Umfang
der Reibrollen keine entsprechende Vergrösserung des Durchmessers der Reibrollen
voraussetzt.
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Schliesslich ist die Erfindung besonders vorteilhaft in einem Einschubgerät
anwendbar, in dem der Hydraulikmotor mit einer
leistungsgeregelten
Pumpe in fluidleitonfier Verbindung steht.
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Diese leistungsgeregelte Pumpe bewirkt eine Begrenzung der aufgenommenen
Energie bzw ein Energieeinsparung, da der Hydraulikmotor mit niedrigerer Drehzahl
dreht, wenn er ein grosses Drehmoment abgeben muss, so dass die Leistung konstant
bleibt. Wird hingegen dem Spannstahl ein geringerer Widerstand beim Einschub in
das Hüllrohr entgegengesetzt, so ist dementsprechend das benötigte und erzeugte
Drehmoment geringer, und der Motor kann den Spannstahl mit höherer Geschwindigkeit
vorschieben. In diesem Fall wie auch im Falle einer nicht leistungsgeregelten Pumpe
ist das von dem Hydraulikmotor erzeugte Drehmoment abhängig von der Reibung des
Spannstahls in dem Rohr.
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Damit einher geht eine Veränderung des Drucks in der Hydraulikfluidleitung,
die wiederum den Anpressdruck, der durch den Hydraulikzylinder selbsttätig erzeugt
wird, beeinflusst. Im Falle einer leistungsgeregelten Pumpe kann das Einschubgerät
mit einem besonders kompakten Hydraulikmotor mit einer kompakten Pumpe und mit einer
vergleichsweise geringen Anschlussleistung ausgebildet sein.
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Ein Ausfübrungsbeispiel des erfindungsgemässen Einschubgeräts wird
im folgenden anhand einer Zeichnung mit zwei Figuren erläutert. Es zeigen: Fig.
1 eine Seitenansicht auf das Einschubgerät, und zwar auf die Seite der Reibrollen
und Fig. 2 einen Teilschnitt entsprechend der Linie AB in Fig. 2 mit angedeutetem
Hydraulikkreis.
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In Fig. 1 ist mit 1 ein unteres Gehäuseteil des Einschubgerätes bezeichnet,
zu dem ein oberes Gehäusetail 2 um die Schwenkachse 3a, 3b schwenkbar ist.
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In dem Gehäuse sind zwei Paare angetriebener Reibrollen 4, 5 bzw.
6, 7 drehbar gelagert, und zwar jeweils die obere Reibrolle 4 bzw. 6 jedes Paares
in dem oberen Gehäuseteil und die untere Reibrolle 5 bzw. 7 in dem unteren Gehäuseteil.
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Zwischen je zwei Reibrollen eines Paares wird ein Spalt 8 bzw.
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9 gebildet, durch den der Spannstahl 10 durchläuft. Die Ausbildung
des Spalts 8, die von dem Umfang der Rollen abhängt, und die Lage des Spannstahls
sind aus dem rechten Teil der Fig. 2 zu erkennen, der in seinem oberen Teil eine
um 900 gedrehte Seitenansicht zu der Ansicht in Fig. 1 darstellt.
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Sämtliche Reibrollen werden um einen in Fig. 2 versetzt eingezeichneten
Hydraulikmotor 11 angetrieben. Der Antrieb erfolgt ausgehend von dem Hydraulikmotor
über eine Kupplung 12 (siehe Fig. 2), über eine Antriebswelle 13 und über miteinander
in Eingriff stehende Zahnräder 14, 15 und 16, soweit der Antrieb der Reibrollen
4 und 5 betroffen ist. - Der Antrieb der Reibrollen 6 und 7 erfolgt in gleichartiger
Weise von dem Zahnrad 14 ausgehend über in Fig. 2 nicht erkennbare Zahnräder, welche
den Zahnrädern 15 und 16 entsprechen.
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In Fig. 2 ist die Lagerung mit Wälzlagern 17, 18 der unteren Reibrolle
erkennbar. Die obere Reibrolle 4 ist in ähnlicher Weise in dem oberen Gehäuseteil
2 gelagert, und zwar an den Stellen 19 und 20.
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Das obere Gehäuseteil bildet praktisch eine Wippe, die um die Schwenkachse
3a, 3b schwenkbar ist.
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Zur Ausübung eines Anpressdrucks auf den Spannstahl 10 durch die oberen
Rollen 4 und 6 ist an das entgegengesetzte Ende des oberen Gehäuseteils bezüglich
der oberen Rollen ein Ansatz 21 angeschweisst, in dem ein nach unten weisender kugeliger
Druckbolzen 22 befestigt ist.
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Der Druckbolzen liegt auf einer oberen Stirnseite eines Kolbens 23
auf, der in einem Hydraulikzylinder 24 verschiebbar gelagert ist. Der Hydraulikzylinder
kann durch sein Anschlussstück 25 mit unter Druck stehender Hydraulikflüssigkfeit
versorgt werden. Dabei stützt sich der Hydraulikzylinder an dem unteren Gehäuse
teil 1 ab, während der Kolben nach oben auf den Druckbolzen 22 drückt.
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Zum Antrieb der Reibrollen steht ein Motoranschluss 26 iiber Hydraulikleitungen
27, 28, 29 mit einer reversierbaren Pumpe 30 in Verbindung. (Ein zweiter Motoranschluss,
an den die Leitung 27 angeschlossen ist, ist dabei in Fig. 2 nicht erkennbar).
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In den Zug der Leitungen 28 und 29 der Pumpe 30 ist ferner ein Wechselventil
31 eingeschaltet, von dem eino Ausgangsleitung 32 zu dem Anschlußstück 25 des Hydraulikzylinders
führt.
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Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Einschubgerät kann über eine
nicht dargestellte Schere über einen Abstandshalter mit Führungsrohr an dem Bauwerk
angebracht sein, um dn Spannstahl 10 in ein ebenfalls nicht darges-telltes Hüllrohr
einzuschieben.
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riierzu verläuft der Spannstahl in Richtung der flucht enden Spalte
8 und 9 in Fig. 1. Zum Einschieben des Spannstahls wird die Pumpe 30 angetrieben,
so dass der Mydraulikmo tor 11 mit Hydraulikflüssigkrit gespeist wird, so dass sämtliche
Reiorollen 4 bis 7 angetrieben werden und mit ihrer Oberfläche den zwischen ihnen
durchlaufenden Spannstahl antreiben.
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Um das von dem l-Ty(lraulikmotor 11 gelieferte Drehmoment, das durch
die Zahnräder 14 und 15 bzw. 16 übersetzt wird, schlup rfrei auf den SpoMm6tahl
zu übertragen, werden die oberen Eseibrollen
4 und 6 nach unten
auf den Spannstahl gedrück-t.
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Hierzu wird der Hydraulikzylinder 24 mit dem höhnren Druck in den
Leitungen 28 bzw. 29 beaufschlagt, so dass der Mydraulikzylinder 23 nach oben gedrückt
wird und di Wippe bzw. das obere Gehäuseteil 12 in Fig. 2 im Uhrzeigersinn zu schwenken
versucht.
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Gibt der Hydraulikmotor 11 ein verhältnismässig niedriges Drehmoment
ab, wenn dem Spannstahl kein grosser Widerstand entgegengesetzt wird, so herrscht
in den Leitungen 28 und 29 auch ein entsprechend niedriger Druck, und der Anpressdruck
ist entsprechend niedrig. Muss hingegen der Hydraulikmotor ein grösseres Drehmoment
erzeugen, so wächst der Druck in den Leitungen 28 und 29 an, und der Hydraulikzylinder
24 erzeugt über die Wippe bzw. das obere Gehäuseteil 2 einen entsprechend grbsseren
Anpressdruck zwischen den Reibrollen eines Reibrollenpaares und dem Spannstahl.
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