DE4239447C1 - Verfahren und eine Vorrichtung zum Verdichten von Beton durch Rütteln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verdichten von Beton durch Rütteln der Herstellung von Beton-Fertigteilen, wie sie in der neueren Bautechnik in zunehmendem Maße einge­ setzt werden.

Solche Beton-Fertigteile werden in der Serienfertigung unter Verwendung eines Palettenumlaufsystems hergestellt. Die Pa­ lette bildet dabei die Basisfläche, auf die die Betonmasse aufgebracht wird. An den Begrenzungsflächen der Betonplatte werden sogenannte Abstellungen angebracht. Diese bilden die Begrenzung für die flüssige Betonmasse. Die auf die Palette aufgegossene und glatt gestrichene Betonmasse wird durch Rüt­ teln verdichtet und anschließend ausgehärtet. Solche für das beschriebene Fertigungssystem geeigneten Paletten mit ver­ stellbaren Abstellungen sind z. B. aus der DE-PS 30 47 650 be­ kannt.

Bei der Herstellung von Beton-Fertigteilen kommt dem Rütteln der auf der Palette aufgegossenen Betonmasse eine hohe Bedeu­ tung zu, da die statischen Eigenschaften des Beton-Fertigele­ mentes von dem Verdichtungsgrad der Betonmasse entscheidend bestimmt werden. Das Rütteln dient insbesondere zum Entfernen von in der Betonmasse eingeschlossenen Luftblasen, die sich z. B. beim Anmischen und Aufbringen der Betonmasse bilden.

In der Serienfertigung von Beton-Fertigteilen werden für die Einschalung in der Regel gleiche Paletten verwendet, und die Abstellungen werden je nach den Abmessungen der zu fertigenden Bauteile in verschiedenen Variationen angeordnet. Nach dem Einfüllen der Betonmasse werden die Paletten über die Palet­ tenumlaufanlage zu einer Rüttelstation transportiert. Eine solche Rüttelstation muß in der Lage sein, eine große Anzahl von Paletten in einer kurzen Zeitspanne zu bearbeiten. Folg­ lich ist eine geringe Rüstzeit beim Wechseln der Paletten er­ forderlich.

Herkömmliche Rüttler werden an die Palette angeklammert bzw. angeschraubt. Die benötigte Zeit zum Wechseln der Palette bzw. zum Ankoppeln und Lösen des Rüttlers ist dabei relativ groß, was die Auslastung des Rüttlers bei der Serienfertigung verringert. Wird dagegen die Palette einfach auf einen aus mehreren Rüttlern gebildeten Rüttelbock aufgelegt, ergibt sich das Problem, daß aufgrund von Fertigungstoleranzen der Palette nicht alle Rüttler bündig und plan an der Palette an­ liegen. Die Rüttler werden in der Regel an der Unterseite der Palette angeordnet. Da die Paletten so gefertigt werden, daß sie an der mit der Betonmasse in Berührung stehenden Ober­ seite ein hohes Maß an Planparallelität aufweisen, ergibt sich zwangsläufig an der Unterseite der Paletten eine größere Fertigungstoleranz. Diese Maßabweichungen im Profil der Pa­ letten haben einen Luftspalt zwischen der Auflagefläche ein­ zelner Rüttler und der Unterseite der Palette zur Folge, was zu einem Klopfeffekt führt. Nachteilig ist dabei eine erhöhte Lärmentwicklung und ein höherer Materialverschleiß an dem Rüttler und der Palette.

Des weiteren sind beim Stand der Technik die Rüttler unmit­ telbar mit dem Boden der Fertigungshalle verbunden, so daß der Klopfeffekt auch in erheblichem Maße zu einer Schallüber­ tragung auf den Hallenboden und somit zu einer unzulässigen Lärmentwicklung in der gesamten Fertigungshalle führt. Die Lärmentwicklung ist dabei so erheblich, daß bei Rüttelstatio­ nen mit herkömmlichen Rüttlern eine Umbaung der Palette und der Rüttler mit einer Schallschutzhaut vorzusehen ist, was die Rüstzeit beim Wechseln der Palette um ein weiteres ver­ längert.

Darüber hinaus ist zu beachten, daß die Durchbiegung der z. B. seitlich gestützten Paletten von der Oberflächenbelegung der Paletten mit der Betonmasse ganz wesentlich abhängt. Die Oberflächenbelegung der Paletten variiert jedoch mit den ver­ schiedenen zu fertigenden Formen der Beton-Fertigteile, so daß die Durchbiegung der Palette bei der Justage der Rüttler nicht berücksichtigt werden kann. Auch eine Lagerung der Rüttler mittels Gummipuffer erweist sich als nicht flexibel genug, diese Schwankungen auszugleichen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verdichten von Beton durch Rütteln, bei der Herstel­ lung von Beton-Fertigteilen zu schaffen, wobei sich die Vor­ richtung bzw. die Anwendung des Verfahrens durch eine geringe Lärmentwicklung und geringe Rüstzeit beim Wechseln der Palet­ ten auszeichnet.

Die Erfindung wird hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale im Anspruch 1 und hinsichtlich der Vorrichtung durch die Merkmale im Anspruch 2 gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vor­ richtung weisen den Vorteil auf, daß die Rütteleinrichtung über eine Hubeinrichtung beim Wechseln der Palette zügig mit der Palette in Verbindung gebracht werden kann bzw. schnell von der Palette entfernt werden kann. Die dabei verwendete Hafteinrichtung ermöglicht dabei ein Anhaften der Rüttelein­ richtung auch nach Entfernen der Hubeinrichtung, so daß wäh­ rend des Rüttelvorgangs keine tragende (also direkte körper­ liche) Verbindung zwischen der Rütteleinrichtung und der Hub­ einrichtung und somit auch keine Verbindung zwischen der Rüt­ teleinrichtung und dem Hallenboden besteht. Durch die Hubein­ richtung kann die Rütteleinrichtung unabhängig von Maßabwei­ chungen des Palettenprofils und der Durchbiegung der Palette in stets bündigen Kontakt, auch über längere Betriebs­ zeiträume, mit der Palette gebracht werden.

Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Ansprüchen 3 bis 10.

Die Ausgestaltung der Hafteinrichtung mittels eines Elektro­ magneten nach Anspruch 3 weist den Vorteil einer schnellen, über den Strom des Elektromagneten steuerbaren Ankopplung der Hafteinrichtung an die Palette auf.

Eine hydraulische Ausgestaltung der Hubeinrichtung gemäß An­ spruch 5 erweist sich aufgrund der einfachen Ansteuerung und schnellen Betätigung ebenfalls als vorteilhaft. Die Anordnung der Rütteleinrichtungen an der Unterseite der Palette ent­ sprechend Anspruch 6 ermöglicht die zur Verfügungstellung einer großen Anzahl von Rütteleinrichtungen, die z. B. in Ab­ hängigkeit von der Oberflächenbelegung der Palette selektiv angesteuert werden können.

Des weiteren ist es vorteilhaft, die Vibratoren der einzelnen Rütteleinrichtungen nach Anspruch 8 mittels einer gemeinsamen Welle anzutreiben, da dies die Antriebseinrichtung verein­ facht und darüber hinaus die von den einzelnen Rütteleinrich­ tungen bewirkten Beschleunigungskomponenten in einer festen Phasenbeziehung zueinander stehen. Das Rütteln der Betonmasse ist dabei besonders effektiv, wenn nach Anspruch 9 benach­ barte Rütteleinrichtungen gegenphasige Beschleunigungskompo­ nenten auf die Palette übertragen. Andererseits kann es ent­ sprechend Anspruch 10 vorteilhaft sein, die Vibratoren der Rütteleinrichtungen zumindest teilweise mit unterschiedlichen Vibrationsfrequenzen zu betreiben, um die Ausbildung von Schwingungsknoten in der Betonmasse und somit einen inhomoge­ nen Rüttelvorgang zu vermeiden.

Die Erfindung wird im folgenden an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Aufriß der erfindungsgemäßen Betonverdich­ tungseinrichtung in Längsrichtung und einen Schnitt durch die darüber angeordnete, die Betonmasse tra­ gende Palette,

Fig. 2A bis C einen Aufriß der erfindungsgemäßen Beton­ verdichtungseinrichtung in Querrichtung in ver­ schiedenen Betriebszuständen.

Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Betonverdichtungseinrich­ tung in ihrer Längserstreckung. Die durch Außenvibratoren 1 und Halteeinrichtungen 2 gebildeten Rütteleinrichtungen sind an der Unterseite der Palette 9 reihenförmig angeordnet.

Bei der Halteeinrichtung 2 kann es sich z. B. um einen Elek­ tromagneten handeln. Eine Halteeinrichtung 2 greift dabei an einer Haftplatte 8 der Palette 9 an. Die Vibratoren 1 können über eine Welle 3 zur Vereinfachung des Antriebs verbunden sein. Zum Ausgleich eventueller Hubunterschiede und um eine gegenseitige Wechselwirkung der Vibratoren zu vermeiden, er­ weist sich eine Ausbildung der Welle 3 als Gelenkwelle als besonders vorteilhaft. Des weiteren kann es vorteilhaft sein, die einzelnen Vibratoren 1 der Rütteleinrichtungen 1, 2 ge­ trennt, z. B. über einzelne Elektromotoren, anzutreiben. Die Synchronisation der einzelnen Antriebe kann dabei elektro­ nisch über eine Servo-Schaltung erfolgen. Bei einem getrenn­ ten Antrieb der Vibratoren 1 ist es auch in einfacher Weise möglich, die einzelnen Rütteleinrichtungen 1, 2 mit unter­ schiedlicher Vibrationsfrequenz zu betreiben und die Flächen­ belegung der Palette 9 durch gezieltes Zu- oder Abschalten einzelner Vibratoren zu berücksichtigen. Eine Rütteleinrich­ tung 1, 2 wird von einer Hubeinrichtung 4-6 getragen. Die Hubeinrichtung 4-6 dient zur Anhebung der Rütteleinrichtung 1, 2, bis die Hafteinrichtung 2 mit der Haftplatte 8 der Pa­ lette 9 in Berührung steht. Die Hubeinrichtung 4-6 weist entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Hub- oder Balgzylinder 4, eine Führung 5 und einen Hubbalken 6 auf und wird mittels einer Tragkonstruktion 7 gestützt. Bevor die Palette 9 dem Rüttelvorgang unterworfen wird, wird auf dieser eine nicht dargestellte Bewehrung und eine Betonschicht 10 aufgebracht, die sich während des Rüttelvorgangs noch in ihrem flüssigen Zustand befindet. Für mehrere oder alle Rüt­ teleinrichtungen 1, 2 kann ein gemeinsamer Hubbalken 6 vorge­ sehen sein, um die Anzahl der Hubzylinder 4 und Führungen 5 zu verringern. Eine elastische Auflage der Hubeinrichtungen 1, 2 auf den Hubbalken 6 ist dann zweckmäßig, allein schon um Toleranzen auszugleichen.

Die Fig. 2A bis 2C zeigen die erfindungsgemäße Betonver­ dichtungseinrichtung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens in verschiedenen Betriebszuständen.

Die erfindungsgemäße Betonverdichtungsvorrichtung ist in Fig. 2 quer zu der in Fig. 1 gezeigten Längserstreckung darge­ stellt. Der in Fig. 2A gezeigte Betriebszustand entspricht der Darstellung in Fig. 1. Die durch die Hafteinrichtungen 2 und die Vibratoren 1 gebildeten Rütteleinrichtungen liegen auf dem Hubbalken 6 auf. Zwischen den Hafteinrichtungen 2 und den Haftplatten 8 der Palette 9 befindet sich ein größerer Abstand, der die Entnahme der bereits gerüttelten Palette und die Zufuhr einer zu rüttelnden Palette ohne die Gefahr einer Beschädigung der Rütteleinrichtungen ermöglicht.

Nachdem der erfindungsgemäße Betonverdichtungseinrichtung eine neue zu rüttelnde Palette 9 zugeführt wurde, wird die Hubeinrichtung 4-6 betätigt, um die Rütteleinrichtungen 1, 2 in Richtung auf die Palette 9 anzuheben. Bei dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Betonverdichtungseinrichtung befinden sich über deren Längserstreckung verteilt mehrere Balgzylinder 4, zu deren beiden Seiten Führungen 5 angeordnet sein können. Die Hubein­ richtung 4-6 hebt die Rütteleinrichtungen 1, 2 so lange an, bis die Hafteinrichtungen 2, wie in Fig. 2A gezeigt, in Kon­ takt mit den Haftplatten 8 der Palette 9 stehen. Es sei dar­ auf hingewiesen, daß die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Anord­ nung der Haftplatten lediglich schematisch zu verstehen ist und die Anordnung der Haftplatten 8 an der Palette 9 wie auch die Palette selbst zweckmäßig auch in anderer Weise ausgebil­ det sein kann.

Sobald die Hafteinrichtungen 2 der Rütteleinrichtungen 1, 2 mit den Haftplatten 8 der Palette 9 in Berührung stehen, wird die Hubbewegung der Hubeinrichtung 4-6 beendet, und die Hafteinrichtungen 2 werden so betätigt, daß sie an den Haft­ platten 8 der Palette 9 anhaften. Falls die Hafteinrichtung 2 als Elektromagnet ausgebildet ist, geschieht dies durch Ein­ schalten des den Elektromagneten durchfließenden Stromes.

Sodann wird die Hubeinrichtung 4-6 in ihre Ausgangsstellung abgesenkt, so daß sie nicht mehr mit der Rütteleinrichtung 1, 2 in Berührung steht. Dieser Betriebszustand der Betonver­ dichtungseinrichtung ist in Fig. 2C dargestellt.

Durch Betätigen der Vibratoren 1 der Rütteleinrichtungen 1, 2 wird von jeder Rütteleinrichtung eine Rüttelbeschleunigung auf die Palette 9 übertragen. Ist die geforderte Verdichtung der Betonmasse 10 erreicht, wird der Rüttelvorgang beendet. Sodann wird die Hubeinrichtung 4-6 wieder angehoben, bis der Hubbalken 6 die Rütteleinrichtung 1, 2 aufnimmt, wie dies in Fig. 2B gezeigt ist. Nachfolgend wird die Haftein­ richtung 2 wieder von der Haftplatte 8 der Palette 9 gelöst. Falls die Hafteinrichtung 2 als Elektromagnet ausgebildet ist, bedeutet dies, daß der den Elektromagneten durchflie­ ßende Strom unterbrochen wird. Schließlich wird die Hubein­ richtung 4-6 in Einheit mit den Rütteleinrichtungen 1, 2 abgesenkt, bis der in Fig. 2A gezeigte Ausgangszustand wieder erreicht ist.

Nach Wechseln der Palette 9 wird der beschriebene Vorgang von neuem durchgeführt.

Claims (11)

1. Verfahren zum Verdichten einer auf einer Palette (8, 9) aufgebrachten Betonmasse (10) mit folgenden Verfahrens­ schritten:

• - Zusammenführen einer oder mehrerer Rütteleinrichtun­ gen. (1, 2) und der Palette (8, 9) mittels einer die Rütteleinrichtungen (1, 2) aufnehmenden Hubeinrich­ tung (4-6) bis die Rütteleinrichtungen (1, 2) an der Palette (8, 9) bündig anliegen,
• - kraftschlüssiges Verbinden der Rütteleinrichtungen (1, 2) und der Palette (8, 9),
• - Entfernen der Hubeinrichtung (4-6) von den Rüttel­ einrichtungen (1, 2),
• - Betreiben der Rütteleinrichtungen (1, 2) bis die geforderte Verdichtung der Betonmasse (10) erreicht ist,
• - Bewegen der Hubeinrichtung (4-6) in Richtung auf die Rütteleinrichtungen (1, 2) bis die Hubeinrich­ tung (4-6) die Rütteleinrichtungen (1, 2) auf­ nimmt,
• - Lösen der kraftschlüssigen Verbindung zwischen den Rütteleinrichtungen (1, 2) und der Palette (8, 9) und
• - Auseinanderführen der Rütteleinrichtungen (1, 2) und der Palette (8, 9).

2. Betonverdichtungseinrichtung zum Verdichten einer auf einer Palette (8, 9) aufgebrachten Betonmasse (10) mit zumindest einer mit der Palette (8, 9) fest, aber lösbar verbindbaren Rütteleinrichtung (1, 2), dadurch gekennzeichnet,
daß die Rütteleinrichtung (1, 2) zwischen einer ersten und einer zweiten Position mittels einer die Rüttelein­ richtung (1, 2) aufnehmenden Hubeinrichtung (4-6) be­ wegbar ist und
die Rütteleinrichtung (1, 2) eine Hafteinrichtung (2) aufweist, die in der ersten Position der Rütteleinrich­ tung (1, 2) von der Palette (8, 9) getrennt ist und in der zweiten Position der Rütteleinrichtung (1, 2) an der Palette (8, 9) bündig anliegt,
wobei die Hafteinrichtung (2) in der zweiten Position der Rütteleinrichtung (1, 2) eine kraftschlüssige Ver­ bindung zwischen der Rütteleinrichtung (1, 2) und der Palette (8, 9) in der Weise ermöglicht, daß die Hubein­ richtung (4-6) nach Herstellen der kraftschlüssigen Verbindung zwischen der Rütteleinrichtung (1, 2) und der Palette (8, 9) von der Rütteleinrichtung (1, 2) entfern­ bar ist und eine Rüttelbeschleunigung von der Rüttelein­ richtung (1, 2) auf die Palette (8, 9) übertragbar ist.

3. Betonverdichtungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Hafteinrichtung (2) um einen Elek­ tromagneten handelt.

4. Betonverdichtungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Palette (8, 9) zumindest eine Haftplatte (8) aufweist, an welcher die Hafteinrichtung (2) der minde­ stens einen Rütteleinrichtung in ihrer zweiten Position anliegt.

5. Betonverdichtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Hubeinrichtung (4-6) um eine hydraulische Hubeinrichtung mit einem Hubzylinder (4) und einer Führungseinrichtung (5) handelt.

6. Betonverdichtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Rütteleinrichtung in ihrer zwei­ ten Position auf der Unterseite der Palette (9) angeord­ net ist.

7. Betonverdichtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rütteleinrichtung (1, 2) einen mit der Haftein­ richtung (2) fest verbundenen Vibrator (1) aufweist.

8. Betonverdichtungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Betonverdichtungseinrichtung mehrere Rüttelein­ richtungen (1, 2) aufweist, deren Vibratoren (1) elek­ trisch, hydraulisch oder mechanisch miteinander gekop­ pelt gemeinsam angetrieben werden.

9. Betonverdichtungseinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Betonverdichtungseinrichtung mehrere Rüttelein­ richtungen (1, 2) aufweist, wobei benachbarte Rüttelein­ richtungen (1, 2) gegenphasige Beschleunigungskomponen­ ten auf die Palette (8, 9) übertragen.

10. Betonverdichtungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Betonverdichtungseinrichtung mehrere Rüttelein­ richtungen (1, 2) aufweist, wobei die Vibratoren (1) der Rütteleinrichtungen sich in ihrer Vibrationsfrequenz zu­ mindest teilweise unterscheiden.

11. Betonverdichtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rütteleinrichtungen (1, 2) in ihrer ersten Posi­ tion auf einem gemeinsamen Hubbalken (6) der Hubein­ richtung (4-6) aufsitzen.