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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Zementrohren Die Erfindung
bezieht sich auf die Herstellung von Zementrohren durch Verformung und betrifft
insbesondere den Formungsprozeß des Rohrkörpers mittels einer senkrechten Form und
eines in dieser sich senkrecht bewegenden und um seine Achse rotierenden Kolbens,
wobei eine Betonmischung von geeigneter Konsistenz dem Kopf des Kolbens zugeführt
wird, während dieser sich vom Boden der Form aufwärts bewegt, und wobei der Kolben
Verdichtungsorgane besitzt, welche die Rohrschale formen, die anschließend durch
den Kolben verdichtet wird.
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Bei diesem Verfahren ist es schwierig, das glockenförmige Ende für
eine Anschlußmuffe des Rohres herzustellen, und es sind in dieser Hinsicht verschiedentlich
Versuche unter Verwendung spezieller Einlagestücke am unteren Ende der Form oder
mit Vorrichtungen am Kolben gemacht worden.
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Es ist klar, daß eine genügende Verdichtung des Betons durch den Kolben
allein nicht erreicht werden kann, so daß es bei den bekannten Verfahren schwierig
ist, eine genügende Verdichtung sowie auch eine genügend glatte Innenfläche am Muffenende
des Rohres zu sichern.
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Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung
von Rohren, durch welche das Muffenende des Rohres einwandfrei geformt und verdichtet
wird, insbesondere wenn es sich um den äußeren Teil einer Hals- und Muffenverbindung
handelt. Die Erfindung bezweckt vor allem auch die
Herstellung ineinandergreifender
Anschlüsse, wie Umkehr-Muffenverschlüsse, sowie die Erzeugung von Enden mit entsprechenden
Keilnuten für ein Bindematerial. Das Verfahren dient indessen auch zur Herstellung
von Normalröhren mit jeder Art von Bajonett- oder Kehlleistenverschluß.
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Gemäß der Erfindung ist dieses Verfahren zur Herstellung von Zementröhren
durch Verformung, bei welchem ein rotierender Kolben sich in einer senkrechten Form
axial bewegt und die Betonmischung dem Kopf des Kolbens zugeführt wird, so daß die
Rohrschale zwischen diesem und der Innenwand der Form gebildet wird, dadurch gekennzeichnet,
daß am Kolbenkopf vorgesehene Vorrichtungen aus der Betonmasse entlang der Innenfläche
der Form eine zylindrische Wand bilden und daß sich am Kopf der Form ein Hohlraum
bildet, der die Profilform des Muffenendes bzw. der Glocke bestimmt, wobei die Betonmasse
durch den rotierenden und sich aufwärts bewegenden Kolben in diesen Hohlraum eingeführt
wird, um anschließend durch die Wand des Kolbens verdichtet zu werden.
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Um ferner eine genügende Verdichtung und eine Glättung der Innenfläche
der Muffe zu sichern, können Mittel vorgesehen sein, die der inneren Form eine Rotation
in entgegengesetzter Richtung zum Drehsinn des Kolbens erteilen.
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Da das glockenförmige Muffenende des Rohres oben an der Form gebildet
ist, muß die Vorrichtung am Kolbenkopf so beschaffen sein, daß eine genügende Menge
von Beton hinausgeführt wird.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf die Vorrichtung zur Ausübung des
oben beschriebenen Verfahrens, wobei ein rotierender Kolben in einer senkrechten
Form axial bewegt wird, während die Betonmischung dem Kolbenlkopf zugeführt wird,
so daß die Rohrschale durch den Kolbenkopf zwischen diesem und der Form gebildet
wird. Die Vorrichtung ist gekennzeichnet durch am Kolbenkopf derart vorstehende
und ausgebildete Organe, daß diese eine teilweise verdichtete, im wesentlichen zylindrische
Wandung um den Kolbenkopf aus dem Beton formen, die durch die Rotation des Kolbens
gegen die Innenwand der Form gepreßt wird. Ferner ist die Vorrichtung gekennzeichnet
durch einen Büchsen- oder hülsenartigen Formring, welcher konzentrisch im glodkenförmigen
oberen Ende der Hauptform angebracht ist und gemeinsam mit dieser die Profilform
des gewüilschten Rohrendes bestimmt, wobei die Betonmasse durch die Aufwärts- und
die Rotationsbewegung des Kolbens in den Hohlraum zwischen dem glockenförmigen Ende
der Form und dem Formring verdrängt und anschließend durch die Kolbenwand verdichtet
wird, und wobei der Formring in entgegengesetzter Richtung zum Drehsinn des Kolbens
in Rotation versetzt wird, wodurch die Innenfläche geglättet und der Beton in dem
Hohlraum weiter verdichtet wird.
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Der Teil der Vorrichtung, gegen welchen die Endwand der Muffe geformt
wird, kann mit Löchern oder Schlitzen versehen sein, durch welche die überschüssige
Betonmasse herausgepreßt wird.
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Die gemäß der Erfindung am Kolbenkopf hervorstehenden Organe bestehen
vorzugsweise aus Stäben, welche infolge der Rotation des Kolbens aus dem Beton am
oberen Ende der Form einen Ring mit trichterförmiger Innenfläche formen. Die genaue
Gestalt und Anordnung dieser Stäbe hängt von verschiedenen Faktoren ah, so von der
Vorschub-und der Rotationsgeschwindigkeit des Kolbens und von dem Rohrdurchmesser.
Ferner braucht diese Vorrichtung oben am Kolben nicht aus solchen Stäben zu bestehen,
sie kann in irgendeiner anderen zweckdienlichen Weise ausgebildet sein.
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In der Zeichnung ist eine vorzugsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. i eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen
Vorrichtung. wobei sich der Kolben in seiner untersten Lage befindet, und Fig. 2
eine Seitenansicht zu Fig. ? : Fig. 3 ist eine Seitenansicht des Kolbens, teilweise
im Schnitt, Fig. q ein Grundriß desselben, Fig. 5 ein Grundriß des Formtisches mit
einer Zusatzform in der Arbeitsstellung, und Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt durch
den Tisch, die Zusatzform und den oberen Teil der Hauptform. Der Rahmen to der Vorrichtung
gemäß der Erfindung besteht aus vertikalen Stützen und horizontalen Verstrebungen
aus I-Eisen, Winkeln und Flacheisen. Die Hauptstütze für den Kolben ii, dessen Welle
12 und den Klotor 13 besteht aus einem senkrechten Pfeiler 14 in der Mitte
des Rahmens und setzt sich aus I-Profileisen zusammen. Der Mechanismus des Kolbens
ist in. senkrechter Richtung verschiebbar gelagert und enthält, an einer Grundplatte
16 gelagert, den Elektromotor 13.
der hinter dem genannten Pfeiler 14 und
ein Lager 15 für das untere Ende der Kolbenwelle 12 und deren Mantel i2°, das vor
dem Pfeiler angeordnet ist, wobei der Motor die Kolbenwelle mittels Riemen und Scheiben
antreibt, welche in ihrer Gesamtheit mit 17 bezeichnet sind. Die Grundplatte 16
ist mit Rollen 18 versehen, welche auf den entsprechenden senkrechten Schienen des
Rahmens laufen, so daß eine seitliche Bewegung ausgeschlossen oder auf ein Mindestmaß
beschränkt wird.
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Der Kolben i i ist am oberen Ende der Welle befestigt, deren Länge
so bemessen ist, daß sie die jeweils verwendete Form vollständig durchdringt.
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Der Antrieb für die axiale Bewegung des ganzen Kolbenmechanismus befindet
sich oben am Rahmen und besteht in der Hauptsache aus einem Elektromotor i9, dessen
Drehrichtung mittels eines passenden Schalters umgekehrt werden kann, und der über
ein Getriebe zum Einstellen verschiedener Geschwindigkeiten eine Ouerwelle 2o antreibt,
die an jedem Ende eine Trommel 21 mit Flanschen trägt. Ein über jede Trommel laufendes
Kabel 22 ist mit dem Mechanismus verbunden. 1?in Gegengewicht 23 bewegt sich an
jeder Seite des Rahmens in einer senkrechten Führung 23° und ist mit dem Kabel 22
verbunden. An jedem der Gegengewichte ist ein Hebel 22 befestigt, der über die entsprechende
Trommel läuft und am anderen Ende mit einem passenden Teil des Mechanismus verbunden
ist, wie aus Fig. 2 klar ersichtlich ist. Ein LUberdrehen ist bei dieser Vorrichtung
nicht möglich, da entweder
| das Ge;;eligewic.ht oder @'. _ Kt>Ibeninechanismus auf |
| den 1' ;dcii bzw. auf eincii Teil des Rahmens auf- |
| treffen würde, wenn die Grenze der Bewegung er- |
| reicht ist, was ein Lockern der Kabel um die Trom- |
| meln zur Folge hätte. |
| Der Antrieb ist so beschaffen, daß die axiale Be- |
| wegungsrichtung des Kolbens umsteuerbar ist, so |
| daß, nachdem der Rohrkörper geformt worden ist, |
| der Kolben in seine Ausgangslage zurückkehren |
| kann. |
| Das untere Ende der Form ruht, wie aus den |
| Fig. r und 2 eisichtlich, auf einer Grundplatte 43. |
| Diese ist mit Dornen 44 versehen, welche in die |
| entsprechenden Löcher des unteren Ringes einer |
| üblichen zweischaligen Form eingreifen, während |
| diese ollen durch einen Trog .15 festgehalten wird, |
| der auf seiner unteren Seite mit einem Haltering |
| 46 verschen ist. Der 'trog 45 ist in vertikaler Rich- |
| tung verschiebbar, so daß die Form herausgenom- |
| inen und ausgewechselt werden kann: diese Ein- |
| richtung gestattet die Verwendung von Formen |
| verschiedener Dinge. Eine runde Platte 47 ist dreli- |
| bar all dein genannten Trog angebracht und dient |
| zur Aufnahme einer weiter unten beschriebenen zu- |
| sä tzlichen Form. Der Trog 45 gleitet an senkrechten |
| Führungen 48, welche auf beiden Seiten an senk- |
| rechten Stützen an der Vorderseite des Rahmens in |
| entsprechenden Führungen gleitend gelagert sind. |
| Zwei durch Gewichte ausbalancierte Hebel 59 sind |
| auf der Querwelle 49 angebracht und durch Verbin- |
| dungstangen 5o mit dem unteren Teil des Troges |
| 45 verbunden. Der gebogene Hebel 51 ragt vorne |
| aus der >Maschine und ist mit der `Felle 49 starr ver- |
| bunden, so daß leim Heben bzw. Senken dieses |
| Hebels der Trog durch die Hebel 59 und die Stangen |
| 5o gehoben und gesenkt wird, wobei der Trog die |
| Tendenz hat, sich aufwärts zu bewegen. Der Trog |
| weist an seiner unteren Seite ein zentrales Loch mit |
| Eefestigungsinitteln für die Form auf. |
| Es sind zweckentsprechende Arretierungsmittel |
| vorgesehen, um eine Aufwärtsbewegung des Trog- |
| tisches während der Formung des Rohres zu ver- |
| hindern. Diese bestehen aus zwei Stangen 53 an |
| beiden Seiten des Rahmens, die durch einen mit |
| Randgriff versehenen flebel54 an der vorderen |
| Seite der Maschine betätigt tverden. Der Hebel 54 |
| ist mit einer durch Gegengewicht ausgeglichenen |
| Stange 55 verbunden, die auf einer Querwelle 56 |
| sitzt. Diese Welle trägt an jedem Ende ein Verbin- |
| dungsglied 57 zu einem Hebel 58, voll denen jeder |
| <in einer der Stangen 53 schwenkbar gelagert ist. |
| Wenn der Handhebel 54 nach innen geschoben wird, |
| werden die Anschläge 53 um ihre oberen Drehpunkte |
| rückwärts geschwenkt, so daß der Tisch gehoben |
| werden kann, was das Auswechseln der Form ge- |
| stattet. Die Anschläge 53 können vorzugsweise aus |
| zwei Teilen zusammengesetzt sein, die mit Schlitz |
| und Bolzen und einem Riegel versehen sind, so daß |
| die Länge dieser Teile eingestellt werden kann. |
| Der in den Fig. 3 und 4 dargestellte Kolben, |
| dessen unterer Teil bei 61 abgeschrägt ist, besteht |
| in der Hauptsache aus dem Körper i i mit einer zen- |
| tralen, hohlen Nabe 6o. Die Außenwand 62 besteht |
vorzugsweise aus einem Mantel aus widerstandsfälligem und zähem Metallblech. An
der oberen Stirnseite des Kolbens sind zwei Verdichtungsorgane angebracht; jedes
von ihnen besteht aus einem Flügel oder schaufelartigem Blatt 63, das an einer vertikalen
Achse oder Spindel 64 drehbar befestigt ist, wobei das untere Ende der Spindel bei
85 am Kolben und das obere bei 85° in eine Lasche gelagert ist, welche parallel
über der Stirnfläche des Kolbens mittels zweier Distanzschrauben 87 befestigt ist.
Die äußeren Flächen der genannten Flügel sind senkrecht, während die oberen Kanten
voll vorn nach hinten (im Drehsinn, wie in Fig. 4 angegeben) abwärts geneigt sind.
Die beiden Flügel sind mittels eines Kniehebelsvstems miteinander verbunden und
werden durch eine senkrechte Stange 65 betätigt, welche im Innern der Kolbenwelle
frei drehbar gelagert ist. Der Kopf dieser Stange ist als-Platte 66 ausgebildet,
an deren jeder Seite ein Hebel 67 angelenkt ist, der je mittels eines starren, gekrümmten
Armes 68 mit dem entsprechenden Fliigel, nahe der Spindel, verbunden ist.
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Wie aus F ig. i ersichtlich, ragt die Betätigungsstange 65 an ihrem
unteren Ende über die Kolbenwelle 12 hinaus und wird hier zweckdienlich gelagert.
Ein Bügel 69 verbindet einen Ring 7o am Ende der Stange mit einem Hebel 71, der
bei 72 schwenkbar gelagert ist, so daß beim Herabdrücken des Hebels die Stange 65
gehoben und umgekehrt beim Heben des Hebels die Stange gesenkt wird. Das Ende des
Hebels 71 kommt mit verstellbaren Anschlägen 73 und 74 in Berührung, welche seine`
Auf- und Abwärtgbewegung begrenzen.
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Während der Aufwärtsbewegung des Kolbens stehen die Flügel
63 der Verdichtungsorgane mit ihren hinteren Kanten an der Wand -des Kolbens
um ein gewisses Maß (nämlich 1/8") hervor. Die beiden Glieder 67 stehen in dieser
Stellung in Kniehebelform in einer Flucht durchs Zentrum. Wenn aber der Kolben die
Grenze seiner Aufwärtsbewegung und das Ende des Hebels 7 1 den Anschlag 74
erreicht hat, so wird die Stange 65 gehoben. Infolge der Kniehebelwihkung der Hebel
67 und der Arme 68 dreht sich diese Stange dabei um einen kleinen Winkel, und die
Verdichtungsflügel werden durch das genannte Hebelsystem in ihrer Spindellagerung
so weit gedreht, daß die hinteren Kanten der Flügel auf dem Durchmesser des Kolbens
eingezogen werden. Wenn der Kolben die untere Grenze seiner Bewegung und der flebel71
den unteren Anschlag erreicht hat, wird die Stange 65 gesenkt und dreht in analoger
Weise die Flügel in ihre hervorstehende Stellung.
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Die Querlasche 86 trägt, wie in der Einleitung erwähnt, zwei aufrecht
stehende Stäbe 87. Diese können auch in Bezug auf die Drehrichtung nach oben und
vorwärts geneigt sein und besitzen D-förmigen Querschnitt, mit den gekrümmten Flächen
nach außen; in der Zeichnung sind sie senkrecht angeordnet.
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Die Anordnung des Formringes und. der Trog sind in den Fig. 5 und
6 im Detail dargestellt, und die Konstruktion unterscheidet sich von der in den
Fig.
i und 2 gezeigten Gesamtdarstellung hauptsächlich dadurch, daß das obere Ende der
Form 93 über den Trog 45 hinausragt, anstatt daß sie an dessen Unterseite befestigt
ist. Die in den Fig. 5 und 6 gezeigte modifizierte Form hat den Vorteil, daß sie
die notwendige Höhe des Formringes vermindert.
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Die Platte 47 wird von einem U-förmigen Aufenkranz und dem Rand 75
getragen und ist als Drehscheibe oder Drehtisch ausgebildet. Dieser wird von einem
unter dem Trog 45 befindlichen Elektromotor 77 über eine ausziehbare Welle 78 und
eine exzentrisch gelagerte Rolle 79 angetrieben. Der Drehtisch wird auf zweckdienlichen
Rollen 88 getragen, und gegenüber der Antriebsrolle 79 befindet sich eine Gegendrudkrolle
82. Die Antriebsrolle 79 kann durch einen Handhebel 8o und ein Hebelsystem
81,
welche unter dem Tisch angeordnet sind, in ihrer exzentrischen Lagerung
so bewegt werden, daß sie gegen den Rand 75 der Drehscheibe angedrückt wird, um
ihr die Rotation zu erteilen.
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Der Formring besteht aus einem hülsenartigen Ring 89, welcher zur
Befestigung an der Platte 47 an seiner oberen Kante einen Flansch 9o trägt. Im in
den Fig. 5 und 6 dargestellten Falle ist der Formring mittels Platten 9i an der
Platte 47 befestigt, aber für die Herstellung dünnerer Rohre kann der Flansch 9o
mit einer Anzahl flacher Ansätze versehen sein, welche in entsprechende Ansätze
der Platte 47 eingreifen. In den Fig. 5 und 6 ist ein abnehmbarer Ring 92 am Trog
45 befestigt, dessen innerer Durchmesser so bemessen ist, daß er das obere Ende
der Form 93 aufnehmen kann, und dessen Unterseite auf einem an der Außenseite der
Form angebrachten, rechtwinklig geflanschten Ring 94 aufliegt. Der innere Durchmesser
des Formringes 89 ist so bemessen, daß der Kolben mit den Verdichtungsorganen in
ihrer äußeren Stellung hindurchgeht.
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Das Profil der äußeren Wand des Formringes entspricht dem gewünschten
inneren Profil des hergestellten Rohres. In der dargestellten Ausführung dient der
Formring zur Herstellung des Muffenendes eines Zementrohres mit Muffenverschluß,
nach Art des bAannten Selbstkupplungs- oder Umkehrverschlusses, und zwar entsteht
in diesem Falle eine abgestufte Muffe. Es können auch mehrere kleine Stufen oder
Rillen vorgesehen werden, so daß beim Rohranschluß auch ein geeignetes Packungsmaterial,
Mörtel oder ein Futter verwendet werden kann. Die äußere Wand des Formringes kann
natürlich in beliebiger Weise gerippt oder in Kehlleistenform oder einem anderen
Profil ausgeführt sein.
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An der unteren Seite des Flansches 9o sind zwei keilförmige Packungselemente
95 angebracht. Der Flansch 9o ,kann auch mit Löchern oder Schlitzen versehen sein,
durch welche das überschüssige Betonmaterial nach außen gedrückt wird.
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Zur Herstellung eines Zementrohres werden Hauptform und Formring in
ihre Arbeitsstellung gebracht und der rotierende Kolben beginnt sich aus seiner
Ausgangsstellung nach oben zu bewegen, während die Betonmischung daraufgegossen
wird. Durch die Wirkung der Verdichtungsorgane wird entlang der inneren Formwand
der Rohrkörper aufgebaut und die Stäbe 87 bilden über dem Kolben einen mehr oder
weniger zylindrischen Betonwulst. Die Menge des auf diese Weise durch den Kolben
vorgeschobenen Betons hängt hauptsächlich von der Form dieser Stäbe und der Umlaufgeschwindigkeit
des Kolbens ab.
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Sobald sich der Kolben der Zusatzform 89 nähert, wird der über dem
Kolben befindliche Beton in den Zwischenraum zwischen Hauptform und Formring gepreßt.
Das untere Ende des Formringes befindet sich ungefähr auf der Höhe, bei welcher
sich die Hauptform trichterförmig zu erweitern beginnt, und bezeichnet somit das
obere Ende der zylinderförmigen Bohrung des Rohres, wie aus der Fig. 6 hervorgeht.
Sobald die Betonmasse in den Hohlraum zur Bildung des Muffenendes eintritt, wird
der Antrieb des Drehtisches eingeschaltet, wobei der Drehsinn des Tisches demjenigen
des Kolbens entgegengesetzt ist. Um zu verhindern, daß der Drehtisch durch die vorrückende
und rotierende Betonmasse mitgedreht wird, ist die Platte 47 mit radialen Querstreben
83 versehen, in welche eine Klinke 84 durch eigene Schwerkraft eingreift.
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Der keilförmige Packungsring 95 dient in Zusammenarbeit mit dem Kolben
dazu, den Beton, der die Muffe bildet, zu verdichten. Dabei sind die Abmessungen
so gewählt, daß die Wand des Kolbens sich noch im zylindrischen Teil der Bohrung
des Rohres befindet, wenn der Kolbenkopf die Höhe der Platte 47 erreicht hat, in
welcher Lage dessen Aufw-ärtsbew-egung zum Stehen kommt. In diesem Moment wird auch
der Antrieb des Drehtisches ausgeschaltet.
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Die untere Kante 75° des Drehtisches ruht auf den Rollen 88, und da
der rotierende obere Teil während der Bildung der Rohrmuffe das Bestreben hat, sich
zu heben, ist ein genügendes Spiel zwischen den Rollen 88 und dem Kranz 75° vorgesehen,
um dies zu ermöglichen.
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Die Verdichtungsorgane am Kolben werden jetzt eingezogen und dieser
'ehrt rotierend in seine untere Ausgangslage zurück, wobei er die Innenwand des
Rohres glättet.