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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum
Rütteln von Beton unter Verwendung einer internen
Rüttelvorrichtung sowie auf ein Verfahren zum Rütteln von Beton unter
Verwendung einer internen Rüttelvorrichtung (siehe
beispielsweise CH-A-328 693).
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Um homogenen und nicht porösen Beton zu erhalten, wird Beton,
der in eine Form gegossen wurde, oft einem Rütteln unter
Verwendung einer internen Rüttelvorrichtung ausgesetzt. Eine
interne Rüttelvorrichtung besteht aus einem Rüttelrohr, dessen
hochfrequente Schwingungen oft mittels eines internen, sich
drehenden Exzenters im Inneren des Rohres erhalten werden. Wenn
das Rüttelrohr in den Beton abgesenkt wird, wird der Beton sehr
schnellen Schwingungen ausgesetzt. Auf diese Weise wird die
interne Reibung des Betons sozusagen beseitigt, woraus sich
ergibt, daß der Beton weniger viskos ist und sich setzt und
verdichtet. Der Großteil der Luft, der innerhalb des Betons
eingeschlossen ist und bei einer normalen Betonzusainmensetzung
bis zu 5 bis 20 % des Gesamtvolumens darstellen kann, wird aus
dem Beton herausgetrieben, so daß ein nicht poröser und
homogener Beton erhalten wird. Die Konsistenz des Betons mit
geringer Viskosität, die mittels der Schwingungen erzielt wird,
ftihrt außerdem dazu, daß der Beton in alle Teile der Form
fließen wird, die vergleichsweise schlecht zugänglich sind, und
jegliche Verstärkung umschließt, die vorgesehen sein kann.
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Da jedes Prozent der verbleibenden, mit Luft gefüllten
Hohlräume, die sich aufgrund eines unzureichenden Setzens des
Betons ergeben, die Festigkeit der Struktur um etwa 5 %
vermindert, ist deutlich zu sehen, daß ein gutes Rütteln des Betons
von größter Wichtigkeit ist, um eine hohe Qualität des
Gußbetons zu gewährleisten.
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Gegenwärtig wird das Rütteln unter Verwendung einer internen
Rüttelvorrichtung vorgenommen, die in den Beton in der Form
manuell bis zu einer gewissen Tiefe gemäß einem vorbestimmten
Muster eingebracht wird. Danach wird die interne
Rüttelvorrichtung sehr langsam aus dem Beton herausgezogen, so daß während
des Entfernens keine Lufttaschen gebildet werden. Diese Arbeit
ist sehr zeitaufwendig und stellt hohe Anforderungen an die
Genauigkeit und Präzision während ihrer Ausführung. Außerdem
ist die Arbeit sehr schwer. Zusätzlich ist es, nachdem die
Arbeit ausgeführt wurde, praktisch unmöglich, sie zu
überprüfen, und die Konsequenzen eines unzureichenden Rüttelns sind
erst dann sichtbar, wenn die Gußform entfernt ist, und
möglicherweise nicht, bevor die Gußbetonkonstruktion belastet wird.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Anordnung und ein Verfahren zum Rütteln von Beton unter
Verwendung einer internen Rüttelvorrichtung zu schaffen, die bzw. das
die Nachteile der manuellen Verfahren beseitigt und die
Gleichmäßigkeit der Qualität der Gußbetonprodukte erhöht.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe mittels einer Anordnung
gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Gemäß der Erfindung wird eine automatische Kontrolle unter
Verwendung einer Steuereinheit erzielt, die so angeordnet ist, daß
die interne Rüttelvorrichtung und ihr Träger in einer
vorbestimmten Verstellsequenz verstellt werden. Die Steuereinheit
enthält vorteilhafterweise einen Computer, und der Träger hat
die Form eines Wagens, der entlang einer Schiene fährt, die auf
einem Trägerteil angeordnet ist, das wiederum mit einer Gußform
für Beton verbunden ist.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Rütteln
von Beton in einer Gußform unter Verwendung der Anordnung von
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellsequenz der
internen Rüttelvorrichtung und ihres Wagens automatisch mittels
einer Steuereinheit gesteuert wird, welche Mittel betätigt, um
die interne Rüttelvorrichtung horizontal und vertikal in einem
vorbestimmten Muster zu verstellen.
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Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In
diesen zeigen:
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- Figur 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer
Anordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die mit
einer Gußform verbunden ist; und
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- Figur 2 die Anordnung und die Gußform von Figur 1 in einer
teilgeschnittenen Seitenansicht.
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Die in Figur 1 gezeigte Anordnung enthält eine interne
Rüttelvorrichtung 1, die an einem Ende eines flexiblen Rohres 2
befestigt ist, welches Kabel für die Stromversorgung der internen
Rüttelvorrichtung aufnimmt. Das andere Ende des Rohres 2 ist
mit einer Vorrichtung 3 zum Aufwickeln und Abwickeln des Rohres
verbunden. In Figur 1 ist die Vorrichtung 3 durch einen Kreis
symbolisiert; sie kann beispielsweise als motorgetriebene
Trommel oder ähnliches ausgebildet sein. Die Aufwickelvorrichtung 3
wird von einem Wagen 4 getragen, der wiederum mittels eines
Rahmens 5 gestützt wird. Der Rahmen 5 ist fest mit einer Wand
einer Gußform 6 verbunden. In seinem oberen Bereich enthält der
Rahmen eine horizontale Plattform 7, an welcher der Wagen 4
befestigt ist und entlang dessen Rand er verstellbar ist. Die
Befestigung zwischen dem Wagen 4 und der Plattform 7 kann
beispielsweise die Form einer Führungsnut 8 auf der Unterseite der
Plattform 7 haben, in der ein entsprechend geformter Rand 9 des
Wagens 4 verläuft. Zusätzlich ist eine ähnliche Führungsnut
oder Schiene 10 am Rahmen 5 befestigt, und ein damit
zusammenwirkender, geeignet geformter Rand des Wagens 4 verläuft
entlang dieser. Die Anordnung enthält außerdem Antriebsinittel, um
den Wagen entlang dem Rand der Plattform zu verstellen, wobei
diese Antriebsmittel als Mechanismus mit Zahnstange und Ritzel
oder in ähnlicher Weise ausgebildet sein können. Damit entlang
der Plattform 7 ein Bedienungspersonal laufen kann, ist das
Rohr 2 in einem Führungsrohr 11 geführt, das sich in einem
Bogen oberhalb der Plattform erstreckt und in einem vertikalen
Abschnitt 12 endet&sub4; Die Anordnung enthält auch eine nicht
dargestellte Steuereinheit, um die Verstellung des Wagens und das
Anheben und Absenken der internen Rüttelvorrichtung zu steuern.
Die Steuereinheit ist vorzugsweise mit einem Bedienfeld 13
verbunden, das an einer für einen Bediener leicht zugänglichen
Stelle angeordnet ist.
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Es wird nun unter Bezugnahme auf Figur 2 eine Verstellsequenz
einer internen Rüttelvorrichtung zum Rütteln von Beton in einer
Gußform für Wandelemente beschrieben.
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In dieser Figur ist schematisch eine Gußform 6 für Wandelemente
gezeigt, in die zwei Gußschichten C1 und C2 eingefüllt wurden.
Die Pfeile P1-P6 symbolisieren die verschiedenen Phasen in
einem Rüttelzyklus für die Gußschicht C2, und die Bezugszeichen
4&sub1;, 4&sub2; und 1&sub1;, 1&sub2; bezeichnen zwei verschiedene Stellungen des
Wagens 4 bzw. der internen Rüttelvorrichtung 1. Die
Bezugszeichen 101&sub1;, 102&sub2; bezeichnen die tiefste Stellung der internen
Rüttelvorrichtung 1 in zwei aufeinanderfolgenden Rüttelzyklen
in der Gußschicht C1.
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Es wird nun ein Rüttelzyklus für die Gußschicht C2 beschrieben,
der in dem Moment beginnt, in welchem der Wagen 4 mit der
angehobenen internen Rüttelvorrichtung 1 die Position 4&sub1; erreicht.
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Die erste Phase P1 eines Rüttelzyklus besteht darin, eine
ausgeschaltete interne Rüttelvorrichtung in der Luft abzusenken.
Während dieser Phase ist die Absenkgeschwindigkeit relativ
hoch.
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In der zweiten Phase P2 wird eine eingeschaltete interne
Rüttelvorrichtung in der Gußschicht C2 mit einer Geschwindigkeit
von etwa 0,1 m/Sek. abgesenkt, bis das obere Ende der internen
Rüttelvorrichtung den Boden der Gußschicht C2 erreicht.
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In der Phase P3 erfolgt ein Rütteln mit einer stationären
internen Rüttelvorrichtung ii für eine Zeitdauer, die
üblicherweise 5 bis 15 Sekunden beträgt. Die Position der internen
Rüttelvorrichtung 1&sub1; ist so gewählt, daß ein gutes Verdichten der
Gußschichten C1, C2 erzielt wird.
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Danach wird die interne Rüttelvorrichtung während der Phase P4
langsam in der Gußschicht C2 mit einer Geschwindigkeit von etwa
0,05 m/Sek. angehoben, bis die Rüttelvorrichtung die Gußschicht
verlassen hat.
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Während der Phase P5 wird die interne Rüttelvorrichtung im
ausgeschalteten Zustand in der Luft angehoben, und anschließend
wird während der Phase P6 der Wagen 4 und mit diesem die
interne Rüttelvorrichtung von der Position 4&sub1; in die Position
4&sub2; verstellt. Dadurch ist der Rüttelzyklus beendet, und ein
neuer Rüttelzyklus beginnt. Der Abstand L, um den der Wagen 4
verstellt wird, hängt vom effektiven Radius der internen
Rüttelvorrichtung ab (üblicherweise 40 cm), der Dichte der
Verstärkungen und den Anforderungen an die Anforderungen des
Fehlens von Porositäten des fertigen Wandelementes ab.
Üblicherweise beträgt der Abstand L zwischen 0,3 und 0,5 m. Die Länge
des Wandelementes in der X-Richtung beträgt oft ein Vielfaches
von 2,4 m, woraus sich ergibt, daß eine Mehrzahl von
Rüttelzyklen in jeder Gußschicht ausgeführt werden muß. Die Höhe in
der Z-Richtung beträgt üblicherweise 2,5 m, so daß
normalerweise drei Gußschichten erforderlich sind. Die Dicke des
Wandelementes beträgt normalerweise 16 bis 18 cm und maximal 30
cm. Bei den breitesten Wänden ist ein doppeltes Eintauchen der
internen Rüttelvorrichtung erforderlich. Um das Eintauchen der
internen Rüttelvorrichtung bei verschiedenen Breiten zu
ermöglichen, ist die Verbindung zwischen dem Führungsrohr 11 und dem
Rest des Wagens 4 vorteilhafterweise flexibel, so daß die
vertikale Erstreckung des Führungsrohres auf jede Stelle entlang
der Breite der Form 6 eingestellt werden kann.
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Um die Zeit für einen Rüttelzyklus zu vermindern, kann die
Bewegung des Anhebens der internen Rüttelvorrichtung beendet
werden, wenn sie aus der obersten Gußschicht ausgetreten ist,
und der Wagen 4 kann danach unmittelbar in die nächste Position
verstellt werden, wenn vorausgesetzt wird, daß keine
Behinderungen der horizontalen Bewegung der internen Rüttelvorrichtung
in der Gußform vorliegen.
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Das Rütteln der Gußschicht C1 wird auf die gleiche Weise wie
oben für die Gußschicht C2 ausgeführt, wobei die Ausnahme
vorliegt, daß die interne Rüttelvorrichtung in ihrer untersten
Position 101&sub1;, 101&sub2; gerade oberhalb des Bodens der Gußform 6
angeordnet ist, da die Schicht Cl die erste Gußschicht ist.
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Aus dem vorangegangenen ist zu sehen, daß die zusätzlichen
Gußschichten, die auf die Schicht C2 in der Gußform aufgebracht
werden können, um die Gußform aufzufüllen, in der gleichen
Weise wie die Gußschicht C2 gerüttelt werden können.
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Ein Rüttelprogramm zum entsprechenden Steuern der internen
Rüttelvorrichtung enthält selbst für ein Wandelement der in den
zeichnungen gezeigten einfachen Art sehr viele Parameter. Bei
komplizierteren Elementen wie Wandelementen mit
Fensteröffnungen oder Türöffnungen und Öffnungen für Leitungen ist die
Verstellsequenz der internen Rüttelvorrichtung komplizierter. Es
ist daher zweckmäßig, daß die Steuereinheit zum Steuern der
internen Rüttelvorrichtung einen Computer enthält, der so
programmiert ist, daß er einen Versteliweg für die interne
Rüttelvorrichtung in Abhängigkeit von eingegebenen Parametern
erzeugt, beispielsweise der Qualität des Betons, dem effektiven
Radius der internen Rüttelvorrichtung, der Dichte der
Verstärkungen, der Geometrie der Gußform, jeglicher Behinderungen für
die Verstellung, der Tiefe der Gußschichten, etc.
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Der Verstellweg für die interne Rüttelvorrichtung, der
theoretisch mittels des Computers berechnet wird, wird geeignet in
einer leeren Gußform getestet, um zu gewährleisten, daß die
interne Rüttelvorrichtung die Gußform oder jegliche Hindernisse
in dieser während des tatsächlichen Gießens nicht berührt. Der
Test wird mit einer ausgeschalteten internen Rüttelvorrichtung
und mit höheren Geschwindigkeiten des Anhebens und Absenkens
ausgeführt als während des Gießens.
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In einer bevorzugten Variante der Erfindung wird die interne
Rüttelvorrichtung während des tatsächlichen Gießens und dann,
wenn das Rütteln einer Gußschicht beendet ist, in einer Höhe
oberhalb der bereits gerüttelten Gußschicht angeordnet, die der
Höhe der nachfolgenden Gußschicht entspricht, um eine Anzeige
dafür bereitzustellen, wenn das Eingießen der nachfolgenden
Schicht beendet werden soll.
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Innerhalb des Bereichs der Patentansprüche sind
selbstverständlich viele Änderungen an der gezeigten Ausführungsform möglich.
Der die interne Rüttelvorrichtung tragende Wagen kann
beispielsweise auf der oberen Fläche der Gußform getragen werden
und auf Schienen laufen, die auf den oberen Flächen der
entsprechenden Gußformhälften gebildet sind. Es ist auch denkbar,
daß die Steuereinheit mehrere Wagen steuert, die mit internen
Rüttelvorrichtungen versehen sind, um das Rütteln jeder
Gußschicht zu beschleunigen. Außerdem kann die Anordnung gemäß der
Erfindung an das Gießen von anderen Objekten als Wandelementen
angepaßt werden.