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Verfahren und Anordnung zum Verdichten großer Massen von Beton u.
dgl. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Verdichtung großer
Massen von Beton u. dgl. Bei der Verarbeitung von Beton wurden bisher vorzugsweise
Innenrüttler eingesetzt, die jeweils von Hand geführt wurden. Eine Bedienungsperson
führt jeweils ein Gerät, wobei mit leistungsfähigen Vibratoren Betonmengen von je
etwa io bis 15 cbm je Stunde verarbeitet werden können. Der Einsatz dieser Geräte
erfordert viel Kraft und Umsicht des Bedienungsmannes. Bei Verarbeitung großer Betonmengen,
wie insbesondere bei Energie- und Wasserbauten, konnte ebenfalls nur in dieser _
Weise mit den Innenrüttlern gearbeitet werden. Man hat versucht, die Geräte entsprechend
leistungsfähiger zu gestalten. Diese neuzeitlichen Rüttelgeräte benötigen aber zu
ihrer Handhabung jeweils zwei kräftige Bedienungsleute. Im übrigen sind diese Bedienungsleute
ständig starken Erschütterungen ausgesetzt, die über die Handgriffe zu dem menschlichen
Körper übergeleitet werden. Hinzu kommt als weiterer Nachteil bei großen Massenbetonarbeiten
die Unannehmlichkeit der Betoneinwirkung auf das Bedienungspersonal, da sich die
Leute ständig in der mehr oder weniger feuchten, teilweise plastischen Betonmasse
aufhalten müssen.
Betontechnologisch ist weiterhin zu beachten,
daß nach den neuesten Erfahrungen der Vibriertechnik mit Innenrüttlern der jeweils
günstige Wirkungsbereich @ eines Rüttlers nicht an dem an der Oberfläche sichtbaren
Bereich der Masse zu erkennen ist. Vielmehr erfolgt die günstige Verdichtung großer
Betonmassen jeweils durch das Ineinanderarbeiten verschiedener Betonschichten, wobei
jeweils ein Teil der eingebrachten Betonmasse als Auflast auf der zu verdichtenden
Betonschicht ruht.
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Es ist deshalb bereits vorgeschlagen worden, zur wirtschaftlichsten
Anwendung des Innenrüttelverfahrens den Einsatz der Innenrüttler nicht dem Gutdünken
der einzelnen Bedienungsleute zu überlassen. Vielmehr wird nach einem genau festgelegten
Rüttelplan gearbeitet unter Anwendung aller Erkenntni§se über das Verhalten des
Betons beim Rütteln. In diesem System sind die günstigen Rüttlerabstände, Rüttlertiefen,
die .Stellung der Rüttler im Beton und die Rüttlergeschwindigkeit in Abstimmung
,finit dem Betonzufluß genau festgelegt.
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Die Erfindung zeigt einen neuen Weg, bei dem die obenerwähnten Nachteile
behoben werden, insbesondere können beliebig große Betonmengen verarbeitet werden,
wobei jeweils nur eine Bedienungsperson notwendig ist. Diese kommt mit der Betonmasse
überhaupt nicht mehr in Berührung, sondern bedient nur noch entsprechende Steuermechanismen.
Gemäß der Erfindung ist eine der Größe der zu verdichtenden Masse entsprechende
Anzahl von Vibrations- bzw. Verdichtungselementen zusammengefaßt. Sie werden von
einer gemeinsamen Bedienungsstelle aus in der der gewünschten Verdichtung entsprechenden
Weise gesteuert. Die Vibrations- bzw. Verdichtungselemente können als Rütteleinrichtungen,
als Saugeinrichtungen, als Hochfrequenzverdichter oder als Beschallungseinrichtungen
od. dgl. ausgebildet sein. Dabei werden sie von einem gemeinsamen Bedienungsstand
aus in Abhängigkeit oder unabhängig voneinander gleichzeitig oder zeitlich versetzt
in allen Koordinatenrichtungen bewegt. Der gemeinsame Bedienungsstand kann ortsfest
oder entsprechend der bewirkten Verdichtung mitsamt den dazugehörigen Verdichtungselementen
über die Baustelle hinweg bewegbar sein. Die Verdichtungselemente werden in oder
auf einem gemeinsamen Führungsrahmen angeordnet.
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Die Steuerung der Verdichtungseinrichtungen bzw. ihres gemeinsamen
Trägers erfolgt von einem an dem Träger angeordneten Führerstand zentral. Sie kann
von einer Bedienungsperson erfolgen, wobei das Arbeiten der Verdichtungsgeräte und
der Beton genau technologisch überwacht werden. Die Verdichtungseinrichtungen können
an sich von beliebiger Größe und Gewicht sein und arbeiten bekannterweise mit Preßluft,
Hydraulik oder meist mit Drehstrom, dann a#llerdings vorwiegend erhöhter Frequenz
(i 5o Hz und mehr) oder mit Niederspannung. Dabei können die Verdichtungsgeräte
synchron arbeiten, oder sie sind verschiedenartig ausgebildet. So können sie verschiedene
Unwuchtmassen haben, die Unwuchtmassen können verstellbar sein usw.
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Vorzugsweise hat die Bedienungsperson ihren Stand mit auf dem gemeinsamen
Führungsrahmen der Verdichtungseinrichtungen und steuert die Rüttelaggregate gemeinsam
oder auch einzeln sowie auch den Führungsrahmen und damit ihren eigenen Standpunkt
nach einem aufgestellten Rüttelplan.
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Die Erfindung betrifft gleichzeitig eine Anordnung zur Durchführung
des Verfahrens. Die Verdichtungseinrichtungen sind an dem gemeinsamen Träger gleichmäßig
verteilt, vorzugsweise wird eine kreisringförmige Anordnung gewählt. Auf jeden Fall
ist die Stellung der Geräte zueinander so, daß sich ihre Wirkungsbereiche in der
zu bearbeitenden Masse überschneiden bzw. ergänzen. Die Antriebsaggregate für die
Verdichtungsgeräte werden entweder in diesen oder in dem gemeinsamen Rahmen untergebracht,
wobei die Kraftübertragung auf elektrischem, hydraulischem oder pneumatischem Wege
erfolgt. Der Führungsrahmen für die Verdichtungsgeräte ist gleichzeitig als Kraft-
und Steuerungszentrale der Einrichtungen ausgebildet.
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Mit Bezug auf die Bewegungsvorgänge können folgende Anordnungen getroffen
werden. Der gemeinsame Träger der Verdichtungsgeräte kann in den drei Koordinatenrichtungen
des Raums beweglich sein, indem er beispielsweise an einem Hebezug, an Elektrozügen,
an Hubwagen und/oder sonstigen Transporteinrichtungen befestigt ist. Bei einer anderen
Ausgestaltung kann der gemeinsame Träger in einer Ebene in zwei Koordinatenrichtungen
beweglich sein (Ausbildung als Laufkran), während die Verdichtungsgeräte gegenüber
ihrem Träger in der Höhe verstellbar sind. Schließlich kann die Anordnung noch so
getroffen werden, daß der Abstand der einzelnen Verdichtungsgeräte voneinander einstellbar
ist.
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Zur Steigerung der Verdichtungswirkung und Beschleunigung des Abbindevorgangs
können zusätzlich noch Saugeinrichtungen vorgesehen sein, deren Wirkung mit vom
Bedienungsstand her einstellbar ist. Zur laufenden Beobachtung und Messung des Verdichtungsvorgangs
können zusätzlich noch Meßdosen und ähnliche Instrumente eingebaut sein, die ebenfalls
am Bedienungsstand ablesbar sind.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen in Ausführungsbeispielen schematisch
dargestellt. Es zeigt Fig. i eine Anordnung, bei der die Verdichtungseinrichtungen
gemeinsam mit ihrem Führungsrahmen in den drei Koordinatenrichtungen des Raums verschiebbar
sind; Fig. 2 zeigt dieselbe Anordnung von unten und Fig. 3 eine andere Ausführungsform,
bei der die Verdichtungseinrichtungen gegenüber ihrem Träger verschiebbar sind.
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i sind Verdichtungseinrichtungen, beispielsweise in Form von Innenrüttlern.
Sie hängen mittels nachgiebiger Schläuche bzw. Hohlrohre 2 an einem
genleirsanien
1, iilii-tiilgsral;,nen 3. Dieser Rahmen 3 ist als I>ühne ausgebildet und
hängt über Seilrollen 4 und Zugseilen 5 an einem Kran oder einer sonstigen Hupeinrichtung.
Auf diese Weise kann (las ganze :\ggregat in allen Richtungen bewegt Werden. Nvie
es durch die Pfeile 6 uni 7 angedeutet ist. Der l#,'aliniell 3 nimmt die Antriebsmechanismen.
Schalt- und Steuerorgane für die Rüttelgeräte auf. Die Bedienungsperson befindet
sich mit auf dem Führungsrahmen 3 und kann entweder im Innern arbeiten und durch
Fenster 8 alle Arbr°itsvorgängeund den Beton beobachten, oder sie kann auch zu diesem
Z«-eck auf außen angebrachte Standbiilinen 9 treten. Die =liltriebsmotoren für die
Ver-(lichtutigseinricllttingeii ki#ilnen auch in diesen selbst sitzen, so daß nach
diesen cdie Kräftübertraguilg auf elektrischem. llnetlmatischem oder hvdraulischem
Wege erfolgt. Die gleiche Kraftquelle kann für (las Heben und Senken des gemeinsamen
Führungsrahmens oder auch für die Verschiebung in einer horizontalen Ebene nutzbar
gemacht werden.
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Wie insbesondere Fig. 2 erkennen läßt, können die `'erdichtungseinrichtungen
kreisringförmig angeordnet sein. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sitzen sechs
Geräte i um ein in der Mitte angeordnetes siebentes ltiittelgerät i°. Die Wirkungsbereiche
der einzelnen Geräte sind in strichpunktierten Linien io gezeigt. Sie überschneiden
sich, so daß eine sichere Durcharbeitung des Betons gewährleistet ist. .
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Bei der Ausführung gemäß Fig. 3 ist die Bühne 3 an einem Laufkran
aufgehängt, der an den Trägern i i verschiebbar ist. Der Führungsrahmen kann wiederum
die bekannte Querbewegung ausführen. Die 1'er(lichtuligsgeräte i können hei dieser
Ausführung unabhängig voneinander in der Vertikalrichtung im Sinn der Pfeile 12
gehoben und gesenkt v-erden. Die Bedienungsperson kann von ihrem Stand 9 aus die
Bewegung des Führungsrahmens und die Bewegung der Verdichtungseinrichtungen i steuern.
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Zwischen den einzelnen Verdichtungseinrichtungeil i köniieil n;)cll
zusätzlich Meßdosen oder andere \leliinstruniente 13 in die Betonmassen eintauchen.
\lit diesen Meßgeräten erfolgt eine laufende I',eobachtung und -Messung des Verdichtungs@-organges.
Ihre Meßwerte «-erden elektrisch über Leitungen 14 nach dem Bedienungsstand übertragen.
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Der Fiilirtingsrahmen 3 kann einen Durchmesser von mehreren -letern
haben, kann aber auch jede andere l@orni. je nach den hautechnischen Erfor(lerilis:en.
hallen ring ist demzufolge auch meist in allen Arbeitsrichtungen einsatzfähig. Er
kann scli#,\-ingtingselastiscll sein und eine beliebig große Zahl von Rüttlern aufnehmen.
Bei Innenrüttlern ist der Klotor vorzugsweise mit eingebaut. Der Abstand der Rüttler
im Bereich der Buhne bzw. des Führungsrahmens ist beliebig. Evtl. notwendige Frequenzumformer
zur Um-Nvandlung des mittels Kabel zugeführten Normalallscllltisses \-()n 3'0 1'()1t
und 5o Hz sind mit auf der Bühne angeordnet und wandeln die Frequenz und die Spannung
beispielsweise in i5o Hz und 45 Volt um. Weiterhin können Überstrom- und Unterspanmungsschalter
vorgesehen sein, die bei Unregelmäßigkeiten sofort automatisch den Strom abschalten.
Die Spannungs- und Strommesser sowie andere Meßgeräte sind ebenfalls am Bedienungsstand
angebaut. In gleicher Weise können aber auch Preßlufterzeuger und entsprechende
ließ- und Steuerinstrumente angebaut sein.
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Durch die Einrichtung gemäß der Erfindung können ioo cbm Beton je
Stunde und auch weit mehr je nach Anzahl der eingesetzten Vibratoren mit nur einer
oder zwei Bedienungspersonen verarbeitet -#verden, wobei jeweils der günstigsten
Betonkonsistenz und Auflast neuer Schichten Rechnung getragen wird. Der Führerstand
kann mit der Betonaufbereitungsanlage unmittelbar (telefonisch) in Verbindung stehen
und daher die entsprechenden Anweisungen gemäß dem weiteren Fortschreiten der Betonverdichtung
geben.
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Das Bedienungspersonal für die eigentlichen Verdichtungseinrichtungen
ist nicht mehr notwendig, so daß u. a. auch alle Nachteile, die auf den Menschen
durch die Erschütterungen usw. ausgeübt werden, wegfallen. Alle Arbeitsvorgänge
sind mechanisiert. Die Einstellung der einzelnen Rizttelarine zueinander sowie auch
der Tiefenbereich kann durch Anschläze oder elektrische Fühlerkontakte od. ähnl.
gesteuert und damit der günstige Wirkungsbereich jeweils erreicht werden.
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Die gesamte Anlage kann auch unabhängig von der elektrischen Stromzuführung
mit einer eigenen Kraftzentrale versehen sein, wobei der erforderliche Strom von
45 Volt und i so Hz von einem Spezialgenerator geliefert wird. Zur Erzielung besonderer
Rütteleffekte können auch die einzelnen Verdichtungsgeräte mit verschiedenen Frequenzen
und/oder Amplituden arbeiten oder auch elektrisch synchronisiert sein oder jeden
anderen pneumatischen, hydraulischen oder elektrischen Antrieb erhalten.