DE3530953A1

DE3530953A1 - Verfahren und vorrichtung zum fertigen von betonrohren mittels des packerkopf-verfahrens

Info

Publication number: DE3530953A1
Application number: DE19853530953
Authority: DE
Inventors: Gerald R Crawford; Brian J Kozlowski
Original assignee: International Pipe Machinery Corp
Current assignee: International Pipe Machinery Corp
Priority date: 1982-12-21
Filing date: 1985-08-29
Publication date: 1987-03-05
Also published as: CA1230736A; CH667421A5; GB2179582B; GB8521655D0; FR2586963B1; GB2179582A; US4540539A; NL8502426A; FR2586963A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich tung zum Erzeugen von Betonrohren mittels des Packer kopfverfahrens. Sie betrifft insbesondere einen Packer kopf, eine Herstellungsmaschine für Betonrohre und ein Verfahren zum Herstellen von Betonrohren, durch welches eine größere Produktion pro Zeiteinheit erhalten wird, welches eine Käfigverwindung ausschließt, was derzeit beim Packerkopf-Verfahren zur Herstellung von Beton rohren ein Problem ist, und welches Lufteinschlüsse bzw. Lunker im Beton um das Korbgeflecht herum vermei det.

Es wird ein Packerkopf zur Benutzung in einer Maschine zum Herstellen von Betonrohren vorgeschlagen, welcher eine bi-direktionale Betriebsweise dadurch aufweist, daß der Rollenkopf (oder Flügelblockrahmen) unabhängig von dem und vorzugsweise in entgegengesetzter Richtung wie der Langboden (oder die Kelle) rotiert. Insbesondere werden Rollenkopf und Langboden mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten in gleicher Richtung oder vorzugsweise mit gleicher oder unterschiedlicher Geschwindigkeit in entgegengesetzten Richtungen rotiert. Weiterhin können die Umfangsgeschwindigkeiten der Packelemente vom der zeit praktischen Maximum von ungefähr 12 000 Inch pro Minute auf etwa 14 000 Inch pro Minute sowohl bei Beton rohren mit kleinem als auch mit großem Durchmesser ge steigert werden, mit dem Resultat, daß eine Käfigver windung der Drähte, die den Armierungskorb im Rohr bil den, eliminiert wird, und daß gleichzeitig Betonlunker vermieden werden, die häufig, falls nicht sogar unver meidbar bei konventionellen Systemen (einschließlich Doppel-Packerkopf-Systemen) angetroffen werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen in mehr oder weniger schematischer Darstellung:

Fig. 1 eine Ansicht (mit zum Zwecke der Klarheit teil weise aufgebrochenen Teilen) einer Maschine zum Herstellen von Betonrohren, welche den neuen und einzigartigen erfindungsgemäßen Packerkopf beinhaltet,

Fig. 2 einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Packer kopf in bezüglich Fig. 1 vergrößertem Maß stab,

Fig. 3 eine schematische Ansicht eines Packerkopfes gemäß dem Stand der Technik, welche die resul tierende Verwindung des Armierungskorbes des Rohres zeigt,

Fig. 4 eine schematische Ansicht eines weiteren Packer kopf-Systems gemäß dem Stand der Technik, im vorliegenden Falle eine Doppel-Packerkopf-An ordnung, welche weiterhin die auf den Armierungs korb des Rohres einwirkende resultierende Ver windung zeigt, und

Fig. 5 eine schematische Ansicht eines erfindungsge mäßen Packerkopfes, welche weiterhin die auf den Armierungskorb eines Betonrohres einwirken de Verwindung während des Herstellens zeigt.

In der gesamten nachfolgenden Beschreibung werden für entsprechende Teile gleiche bzw. entsprechende Bezugs ziffern verwendet.

In Fig. 1 ist eine Maschine zum Herstellen von Beton rohren insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet. Die Maschine umfaßt einen umgekehrten, im allgemeinen U-för migen Hauptrahmen 11, welcher eine horizontale Platt form 12 und horizontale Glieder 13, 14, 15 und 16 sowie vertikale Glieder 17 und 18 umfaßt.

Ein Kreuz- bzw. Zugstandenkopf ist insgesamt mit der Bezugsziffer 20 bezeichnet und von horizontalen Gliedern 15 und 16 und vertikalen Gliedern 17 und 18 mittels Klammern oder U-förmiger Verbindungsglieder 21, 22 ge halten.

Ein Getriebekasten ist bei 23 angedeutet. Eine Antriebs einheit, welche, falls gewünscht, ein Hilfs-Rollenkopf- Antriebssystem sein kann, ist mit 24 bezeichnet, wobei das Hilfs-Rollen-Antriebssystem (welches im folgenden auch ARDS genannt wird, vgl. "auxiliary roller drive system") an dem Getriebekasten 23 angebolzt ist und hiervon nach unten herabhängt.

Das ARDS umfaßt einen Hydraulikmotor 26, welcher ein Antriebszahnrad 27 antreibt, welches seinerseits ein Antriebsrad 28 antreibt. Das Zahnrad 28 seinerseits ist mit einer hohlen Rollenkopf-Antriebswelle 29 verbunden und treibt diese an, wie am besten aus Fig. 2 ersicht lich.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 ist erkennbar, daß die Rollenkopf-Antriebswelle 29 beispielsweise mittels Schweißungen 30 mit einer kreisförmigen Rollenträger platte 31 verbunden ist, auf der eine Mehrzahl von Rollen bzw. Walzen 32, 33, 34 und 35 (Rollen 34 und 35 siehe Fig. 5) angebracht sein können. Es wird darauf hingewiesen, daß jede gewünschte Anzahl von Rollen ver wendet wreden kann. Die Rollen können jedwede Art und Anzahl von Verteilungsblättern 36, 37 umfassen.

Eine Langboden-Anordnung ist insgesamt mit der Bezugs ziffer 40 bezeichnet, wobei die Langboden-Anordnung und der Rollenkopf, der insgesamt mit 41 bezeichnet ist, zusammen mit den entsprechenden Antriebseinrichtungen zusammen den bi-direktionalen Packerkopf 42 gemäß der vorliegenden Erfindung bilden.

Die Langboden-Anordnung umfaßt eine kreisförmige Boden platte 44 mit hierin vorgesehenen Öffnungen 45 zum ein fachen Zugang zu den Rollen 32 bis 35. Ein Befestigungs flansch ist mit 46 bezeichnet, wobei dieser Befesti gungsflansch eine glatte, kreisförmige Rollenvertei lungsklinge bzw. ein Kellenglied 47 trägt, welches vollständig um den Umfang des Trägerflansches 46 mittels irgendeiner geeigneten Befestigungseinrichtung 48 be festigt ist.

Die kreisförmige Bodenplatte 44 ist, wie bei 49 darge stellt, an einer Langboden-Antriebswelle, die mit 50 bezeichnet ist, angeschweißt. Der Getriebekasten 23 treibt die Langboden-Anordnung 40 in einer der Rotati onsrichtung des Rollenkopfes 41 entgegengesetzten Rich tung an.

Die Verwendung und der Betrieb der Erfindung ist wie folgt:

Der Packerkopf und die Antriebswellen gemäß Fig. 1 wer den in eine Betonrohrform abgesenkt, in welche ein konventioneller Armierungskorb eingeführt worden ist. Der Packerkopf wird zu Beginn des Zyklus auf den Boden der Form abgesenkt. Es wird dann dem Packerkopf Material zugeführt, wobei der Packerkopf für alle Rohrdurchmesser mit einer Umfangsgeschwindigkeit größer als 12 000 Inch pro Minute rotiert wird.

Die vorgenannte Geschwindigkeit bezieht sich auf die Umfangsgeschwindigkeit der Langbodenanordnung 40. Falls dies gewünscht wird, kann die Zufuhr des Materials automatisch gesteuert werden, so daß eine konstante Produktion aufrecht erhalten wird, das Verfahren kann jedoch ebenfalls erfolgreich mit manuell betätigter Materialzufuhr durchgeführt werden.

Die Drehrichtung der Langbodenanordnung ist in Fig. 5 durch den Pfeil 52 angedeutet.

Gleichzeitig mit der Rotation der Langbodenanordnung und der Langboden-Antriebswelle 50 wird der Rollenkopf 41 und insbesondere die kreisförmige Rollenträgerplatte 31 mittels der Rollenkopf-Antriebswelle 29 in entgegen gesetzter Richtung angetrieben. Vorzugsweise ist die Antriebsrichtung diejenige, die in Fig. 5 durch den Pfeil 53 angedeutet ist. Die einzelnen Rollen 32 bis 35 werden in einer der grundliegenden Rotationsrichtung des Rollenkopfes 41 entgegengesetzten Richtung rotiert, wie dies durch die Pfeile 54 angedeutet ist.

Als Resultat dieser Betriebsweise nähert sich das System einem Zustand von null Verwindungs- oder Dreh momentkräften, die auf den Armierungskorb des Beton rohres einwirken, wie dies durch das Kraftdiagramm, wel ches den unteren Teil der Fig. 5 bildet, illustriert ist. Unter Bezugnahme auf dieses Diagramm bezieht sich der Ausdruck "DREHM. US." auf das Drehmoment bzw. die Verwindung im Uhrzeigersinn, und der Ausdruck "DREHM. GS." auf das Drehmoment bzw. die Verwindung im Gegen uhrzeigersinn, wobei es sich hierbei um die auf die Drähte des Armierungskäfigs einwirkende Drehmomente bzw. Verwindungen handelt. Die Bezugsziffern "1" bis "4" beziehen sich auf das Ausmaß oder die Größe des Drehmoments bzw. der Verwindung, die auf die Drähte des Armierungskäfigs einwirkt, und sie kann beispielsweise in Einheiten Inch pro Inch oder Inch pro Fuß der Länge der Packerkopfanordnung gedacht sein. Bei der darge stellten Ausführungsform kann die Rollenkopfanordnung 41 offenbar eine Verwindung im Gegenuhrzeigersinn der Größe "2" auf den Armierungskäfig ausüben, wobei diese Verwindung im Gegenuhrzeigersinn durch die entgegenge setzt gerichtete Verwindung im Uhrzeigersinn des Lang bodens 40 aufgehoben wird, mit dem Resultat, daß auf den Drahtkäfig null Verwindung übertragen wird.

Die vertikale Dimension des Verwindungsdiagramms kann als Tiefe bzw. Höhe der bi-direktionalen Packerkopfan ordnung 42 angesehen werden. Beim tatsächlichen Betrieb treten die Übertragung der Verwindungen im Gegenuhr zeigersinn und im Uhrzeigersinn gleichzeitig auf und können sich zu jedem vorgegebenen Zeitpunkt bezüglich der Punkte der Anwendung der Verwindungen auf den Drahtkäfig überlagern, so daß sich die Kräfte zu jedem Zeitpunkt gegenseitig tatsächlich auslöschen. Das dar gestellte Kraftdiagramm zeigt den maximal entgegen wirkenden Zustand an einschließlich einem maximalen Ausmaß an Verwindung von "2".

Demgegenüber ist in Fig. 3 der konventionelle ein stufige Rollenkopf dargestellt, wobei ersichtlich ist, daß die einzigen, am Armierungskorb angreifenden Ver windungskräfte im Gegenuhrzeigersinn gerichtete Ver windungskräfte sind, wobei keine hier entgegenwirkenden Verwindungskräfte im Uhrzeigersinn vorliegen.

Als Resultat ist die Größe der Verwindung ungefähr zweimal so groß wie diejenige des dargestellten und be schriebenen Systems, wie ein Vergleich der Kraftdia gramme der Fig. 3 und 5 zeigt. In Fig. 3 sind die Langbodenanordnung, die Rollenkopfanordnung und die Drehrichtungen von Langboden und Rollenkopf mit den gleichen Bezugsziffern versehen, wie sie in Fig. 5 ver wendet sind, jedoch mit einem Zusatz A.

In Fig. 4 ist das konventionelle Doppel-Packerkopf- System gezeigt, wobei dieses System im wesentlichen aus zwei einzelnen Rollenkopfsystemen derjenigen Art, wie sie in Fig. 3 dargestellt sind, besteht, wobei die se beiden Rollenkopfsysteme übereinander liegend ange ordnet sind. Wie dem Fachmann klar ist, ist dieses System insofern nachteilig, als die sehr große Höhe das Herstellen des Muffenendes des Rohres sehr schwierig macht und Kompensationseinstellungen an beiden Packer köpfen erfordert, um eine Verwindung des Käfigs zu eliminieren. Eine Verwindung des Käfigs kann jedoch eleminiert werden, wie dies im Kraftdiagramm der Fig. 4 dargestellt ist, wobei erkennbar ist, daß das Ausmaß der Verwindung bei einer Größe von ungefähr "3" ist, im Gegensatz zu der Größe "2" gemäß Fig. 5.

In Fig. 4 wurde jeder Teil, der mit den Teilen der Aus führungsform gemäß Fig. 5 ähnlich ist, mit der gleichen Bezugsziffer mit dem Zusatz "B" bezeichnet.

Es ist also ersichtlich, daß aus dem Aufbau und dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie in den Fig. 1, 2 und 5 dargestellt ist, eine Anwendung von null Verwindungskräften an den Armierungskäfig eines Betonrohres während dessen Herstellung folgt, ohne daß die schwerfällige bzw. beschwerliche mechanische An ordnung benötigt würde, wie sie ein Doppel-Packerkopf- System aufweist, und mit einem Bruchteil der Kosten hiervon, wobei weiterhin die vorteilhaften Ergebnisse auftreten, daß Betonlunker vermieden werden und eine vergrößerte Betriebsgeschwindigkeit erreicht werden kann, die annähernd 17% beträgt und die bei einem großen Bereich sowohl kleiner als auch großer Rohr durchmesser erzielt werden kann.

Unter dem vorstehend benutzten Ausdruck "Langboden" ist eine rotierende Kelle bzw. Spachtel zu verstehen, welche dazu dient, den Beton nach dessen Packung zu glätten.

Obwohl ein bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfin dung dargestellt und beschrieben worden ist, ist dem Fachmann klar, daß im Rahmen der vorliegenden Erfindung mannifaltige Variationen möglich sind. Die Erfindung ist daher nicht durch die vorstehende Beschreibung be grenzt, sie ergibt sich vielmehr aus dem Umfang der An sprüche unter Berücksichtigung des einschlägigen Standes der Technik.

Claims

1. Packerkopfanordnung zur Verwendung in einer Maschine zum Herstellen von Betonrohren, wobei diese Anord nung in Kombination folgendes umfaßt:
einen Langboden (40),
eine Einrichtung (50, 23) zum Rotieren des Langbo dens (40) in einer ersten Richtung, wenn der Packer kopf (42) entlang einem Armierungskäfig bewegt wird, welcher innerhalb einer Betonrohrform angeordnet ist, einen Rollenkopf (41),
wobei der Rollenkopf (41) eine Rollen-tragende An ordnung (31) umfaßt,
eine Vielzahl von Rollen (32 bis 35), die auf der Rollen-tragenden Anordnung (31) angeordnet sind, und
eine Einrichtung (29) zum Rotieren des Rollenkopfes (41) in einer Richtung entgegengesetzt der Rotations richtung des Langbodens (40).

2. Maschine zum Herstellen von Betonrohren, wobei die se Maschine in Kombination folgendes umfaßt:
einen Rahmen (11),
einen Packerkopf (42),
eine Einrichtung zum Entlangführen des Packerkopfes (42) in einer vertikalen Richtung entlang eines Armierungskäfigs, welcher innerhalb einer Betonform angeordnet ist,
wobei dieser Packerkopf (12) folgendes umfaßt:
einen Langboden (40),
eine Einrichtung zum Rotieren des Langbodens (40) in einer ersten Richtung, wenn der Packerkopf (42) an dem Armierungskorb vorbeigeführt wird, der inner halb der Betonrohrform angeordnet ist, einen Rollenkopf (41),
wobei dieser Rollenkopf (41) eine Rollen-tragende Anordnung (31) umfaßt,
eine Vielzahl von Rollen (32 bis 35), die auf der Rollen-tragenden Anordnung (31) angeordnet sind, und
eine Einrichtung 829) zum Rotieren des Rollenkopfes (41) in einer gegenüber der Rotationsrichtung des Langbodens (40) entgegengesetzten Richtung.

3. Hochgeschwindigkeitsverfahren zum Herstellen von armierten Betonrohren insbesondere ohne Lunker, ge kennzeichnet durch folgende Schritte:
Hindurchführen eines Packerkopfes in vertikaler Richtung durch einen Armierungskorb, der innerhalb einer Betonrohrform angeordnet ist,
Anwendung einer ersten Spachtelkraft an den der Ober seite des Packerkopfes zugeführten und zentrifugal um den Käfig herum in die Form eingebrachten Beton, wobei diese Spachtelkraft in einer ersten Dreh richtung aufgebracht wird, um den Beton aufzulegen,
Anwendung einer zweiten Spachtelkraft an dem aufge legten Beton an einem Ort unterhalb der Anwendung der ersten Spachtelkraft,
wobei die zweite Spachtelkraft in einer Drehrichtung aufgebracht wird, die der ersten Drehrichtung ent gegengesetzt ist.

4. Verfahren zum Herstellen von armierten Betonrohren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spachtelkraft von einer Rollenkopfanordnung aufgebracht wird und daß die zweite Spachtelkraft von einer Langbodenanordnung (rotierende Spachtel zum Glätten des Betons nach Packen des Betons) auf gebracht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Einrichtung, die zumindest eine der Spachtelkräfte aufbringt, unge fähr 14 000 Inch pro Minute ist.

6. Verfahren zum Herstellen von armierten Betonrohren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spachtelkraft von einer Vielzahl von Rollen aufgebracht wird, deren vertikale Rotationsachsen sich in der ersten Rotationsrichtung bewegen, deren mit dem Beton in Berührung befindliche Oberflächen sich jedoch in der entgegengesetzten Rotationsrich tung bewegen.

7. Packerkopfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Packerkopfanordnung (42) einen einzigen Langboden (40) und einen einzigen Rollen kopf (41) umfaßt.

8. Packerkopfanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß er weiterhin eine Einrichtung zum Drehen der Rollen (32 bis 35) auf der rollen-tragen den Einrichtung (31) in einer Richtung entgegenge setzt der Drehrichtung des Rollenkopfes (41) umfaßt.