EP0979713A2 - Verfahren und Vorrichtung zur variablen Fertigung von Betonschwellen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur variablen Fertigung von Betonschwellen Download PDF

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EP0979713A2 EP99110373A EP99110373A EP0979713A2 EP 0979713 A2 EP0979713 A2 EP 0979713A2 EP 99110373 A EP99110373 A EP 99110373A EP 99110373 A EP99110373 A EP 99110373A EP 0979713 A2 EP0979713 A2 EP 0979713A2
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molds
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Winfried Mohr
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B15/00General arrangement or layout of plant ; Industrial outlines or plant installations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B7/00Moulds; Cores; Mandrels
    • B28B7/0002Auxiliary parts or elements of the mould
    • B28B7/0005Mould identification means, e.g. by radio frequency identification device [RFID]

Definitions

  • the invention relates to a method for the variable production of concrete sleepers with or without clamping reinforcement, in which the molds are in a preparation station cleaned and provided with the reinforcements to then to be filled with concrete in a concreting and vibrating station, and the Thresholds are cured by heat treatment, as well as a device to carry out this procedure.
  • Prestressed concrete sleepers or sleep-reinforced sleepers are manufactured worldwide in several processes, with four systems currently being used become.
  • the thresholds are used for immediate demoulding with subsequent tensioning made in a mold, with holes in the molds through dies Thresholds are recessed into which the prestressing steel is subsequently inserted and is clamped using nuts.
  • the thresholds are hardened in heat chambers, first the thresholds are removed and only the concrete bodies be introduced into the heating chambers.
  • prestressed concrete sleepers with a direct bond common procedures e.g. one is the late shuttering process with a long fitted bed, the late shuttering process with a short fitted bed in the circulation process and the Late demoulding in circulation. While in the first two procedures subsequently the long blocks of armored concrete sleepers attached to each other have to be sawed apart, with the late shuttering process in the circulation process the individual thresholds in multiple forms side by side. Either in the late formwork process with long fitted bed as well as with short fitted bed, which because of the considerable dimensions of the forms between approx.
  • the invention is therefore based on the object of a method and one for the same Implementation of a suitable device for the variable production of concrete sleepers with and without tension reinforcement, in which it is in the same Production cycle is possible with different types of sleepers with or without To produce reinforcement in the same system.
  • the invention provides that all thresholds in multiple shapes, preferably in their outer dimensions the same quadruple shapes, are manufactured and that the heat treatment takes place in heat chambers, which are loaded with the concreted forms via a storage and retrieval machine and be emptied, the forms of a relaxation and emptying station in front of one Preparation station.
  • the invention on the one hand, it is dispensed with, with large shapes in short Fitted bed or long fitted bed to work with, but it will basically all concrete sleepers in multiple forms with side by side, individually manufactured to exciting individual shapes.
  • This has the added advantage that one can also choose in individual forms, even in individual forms within a multiple form, the reinforcement can be omitted, so that within one Multiple shape, e.g. quadruple shape, both reinforced and non-reinforced Sleepers can be manufactured.
  • the different ones are produced Concrete sleepers in multiple forms made from a load-bearing frame and interchangeable inlay mold plates.
  • This Training results in a standard dimension for the outer frame that a particularly favorable standardized division of the heat chambers accordingly this frame size allows, which in turn allows the most diverse production Thresholds in a continuous process with different curing times and different temperatures in the heat chambers through the computer-controlled storage and retrieval machine.
  • the conversion of the Multiple molds for different concrete sleepers are extremely simple by just the created inlay mold plates can be replaced. Also results this way in turn the possibility of different To be able to produce concrete sleepers simultaneously in a multiple form.
  • a circulating production plant is used to carry out the process, at the preparation station for the empty molds a concreting and vibrating station with a transfer conveyor to the storage and retrieval machine a variety is subordinated by curing chambers having curing chambers to which an emptying station containing a relaxation station connects, each station a buffer section for the molds can preferably be arranged downstream.
  • the system according to the invention can be designed as a mobile system and can so that their components and capacity can be adapted as required.
  • the system can be built in container units that are only electrically connected must be and where no complex crane systems are necessary are because the transport of the molds from and to the curing device as a result of used handy multiple forms, preferably as four-fold forms should be very simple.
  • prestressed concrete sleepers are a longer one Need curing time.
  • the sleep-armored threshold forms can thus be used twice a day.
  • the computer-controlled storage and retrieval machine places prestressed concrete sleepers in the sleepers separately from the sleep-reinforced sleepers Heat chambers and transports hardened sleepers to the Formwork removal.
  • the entire system takes up only a small amount of space to conventional late shuttering systems and at the same time there is also Advantage that the forms of a system according to the invention also in other plants can be used with other production processes.
  • the method according to the invention and the device used to carry it out also has the advantage that accessories for permanent roads and wide threshold tracks, such as sound absorbers or filler stones, are also included can be manufactured, again in the same continuous process, just by using other shapes.
  • the differences of these accessories to prestressed concrete sleepers or reinforced sleepers, especially in With regard to the temperature and curing time, can be fully automated via the programmed storage and retrieval machine are recorded and taken into account accordingly.
  • the system comprises a preparation station 1, a concreting and vibrating station 2 with a transfer transport route 3 to the storage and retrieval unit of a curing station 4 with a large number of heating chambers and an emptying or relaxation station 5.
  • a stacking station 6 is arranged near this manufacturing station.
  • the empty molds used in a previous production cycle will be newly prepared in a cleaning and oil station 7 and via a buffer 8 the complete mold preparation station 9, to which in turn a Buffer station 10 connects.
  • the subsequent tensioning station 11 at The inserted reinforcements need to be tensioned and the shapes - after passing through another buffer 12 - on a vibrating block 13 filled with concrete and this shaken.
  • the shapes are over the Transfer transport route 3 fed to a receiving station 15, from which it from a not shown storage and retrieval unit of the curing station 4 and be introduced into the individual chambers 16-29.
  • An essential special feature of the method according to the invention and therefore also the structure of the device used for this is the fact that from the outset only identical multiple forms are processed, whereby identical means that they have the same outer dimensions, while the internal division of course according to the different to be generated Threshold types is selected.
  • This is preferably done in that the Multiple forms from a supporting frame and interchangeable inlaid Inlay shaped sheets exist.
  • the curing station can be divided accordingly into chambers 16-29, their width and depth according to the dimensions of the multiple shapes is selected, of course a plurality of such shapes one above the other in appropriate inserts can be inserted.
  • the computer-controlled storage and retrieval machine - The computer room 30 also contains the control devices for the heating chambers 16 - 29 - can either be directly via an input station at the concreting and vibrating station the necessary information about the individual Get shapes or you can also mark or Provide identification chips on the molds that are to be read via a reading station on the storage and retrieval machine can be read out.
  • the storage and retrieval machine then places the multiple forms identified by him somewhere in the warming chambers from time to time can always access in a suitable manner even with chaotic deposits, after the intended hardening time of the sleepers the multiple form again out and in the emptying station 5 containing a relaxation station to file. After relaxing or emptying the sleepers or when Threshold absorbers, filler stones or the like.
  • the shapes are to be produced fed via a buffer station to a manipulator 32 which rotates the mold and places the sleepers on a conveyor belt with which they pass through the assembly station 33 are transported.
  • the emptied forms are transferred to another conveyor belt filed, which they the cleaning and oiling device 7 of the preparation station 1 forwarded.
  • the rail fastenings are mounted on the Conveyor belt of the assembly station.
  • a necessary lifting and turning device 34 stacks the sleepers in predetermined units, so that the on the Storage crane can load sleeper packages of the same size. Possibly a long chain or roller conveyor can also be used for the sleepers to the storage bin, for example the stacking station 6 shown.

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Abstract

Verfahren zur variablen Fertigung von Betonschwellen mit oder ohne Spannarmierung, bei dem die Formen in einer Vorbereitungsstation (1) gereinigt und mit den Armierungen versehen werden, um anschließend in einer Betonier- und Rüttelstation (2) mit Beton gefüllt zu werden, und die Schwellen durch eine Wärmebehandlung ausgehärtet werden, wobei alle Schwellen in Mehrfachformen, vorzugsweise in ihren Abmessungen gleichen Vierfachformen, gefertigt werden und die Wärmebehandlung in Wärmekammern (16-29) erfolgt, die mit den ausbetonierten Formen über ein Regalbediengerät beschickt und entleert werden, das die Formen einer Entspann- und Entleerstation (32) vor einer Vorbereitungsstation (1) zuleitet, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur variablen Fertigung von Betonschwellen mit oder ohne Spannarmierung, bei dem die Formen in einer Vorbereitungsstation gereinigt und mit den Armierungen versehen werden, um anschließend in einer Betonier- und Rüttelstation mit Beton gefüllt zu werden, und die Schwellen durch eine Wärmebehandlung ausgehärtet werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Die Herstellung von Spannbetonschwellen oder schlaffarmierten Schwellen erfolgt weltweit in mehreren Verfahren, wobei derzeit besonders vier Systeme eingesetzt werden.
Bei der Sofortentschalung mit nachträglichem Spannvorgang werden die Schwellen in einer Form gefertigt, wobei durch Matrizen in den Formen Löcher durch die Schwellen ausgespart werden, in die nachträglich der Spannstahl eingelegt und mittels Muttern verspannt wird. Die Aushärtung der Schwellen erfolgt in Wärmekammern, wobei zunächst die Schwellen entschalt werden und nur die Betonkörper in die Wärmekammern eingebracht werden.
Zur Herstellung von Spannbetonschwellen mit direktem Verbund gibt es mehrere gängige Verfahren, z.B. einmal das Spätentschalverfahren mit langem Spannbett, das Spätentschalverfahren mit kurzem Spannbett im Umlaufverfahren und die Spätentschalung im Umlaufverfahren. Während bei den ersten beiden Verfahren nachträglich die langen Blöcke aneinanderhängender armierter Betonschwellen auseinandergesägt werden müssen, liegen beim Spätentschalverfahren im Umlaufverfahren die einzelnen Schwellen in Mehrfachformen nebeneinander. Sowohl beim Spätentschalverfahren mit langem Spannbett als auch mit kurzem Spannbett, die wegen der erheblichen Abmessungen der Formen zwischen ca. 15 und bis zu 150 m nur als große stationäre Anlagen realisiert werden können, bereitet die Aushärtung Schwierigkeiten, da sie teilweise nur unter aufgelegten Folien oder aber durch einen umständlichen Transport der sehr langen Formen in eine Wärmekammer erfolgen kann. Bei der Spätentschalung im Umlaufverfahren erfolgt ein Transport der Mehrfachformen in einen Wärmekammertunnel. Diese Art der Aushärtung in Wärmekammertunneln mit einem feststehenden Durchlaufzyklus hat den Nachteil, daß nicht unterschiedliche Arten von Schwellen mit unterschiedlicher Aushärtzeit sinnvoll im gleichen Durchlauf gefertigt werden können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine zu dessen Durchführung geeignete Vorrichtung zur variablen Fertigung von Betonschwellen mit und ohne Spannarmierung zu schaffen, bei dem es im gleichen Produktionszyklus möglich ist, unterschiedliche Arten von Schwellen mit oder ohne Spannarmierung in der gleichen Anlage zu produzieren.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß alle Schwellen in Mehrfachformen, vorzugsweise in ihren Außenabmessungen gleichen Vierfachformen, gefertigt werden, und daß die Wärmebehandlung in Wärmekammern erfolgt, die mit den ausbetonierten Formen über ein Regalbediengerät beschickt und entleert werden, das die Formen einer Entspann- und Entleerstation vor einer Vorbereitungsstation zuleitet.
Erfindungsgemäß wird also zum einen darauf verzichtet, mit Großformen im kurzen Spannbett oder langen Spannbett zu arbeiten, sondern es werden grundsätzlich alle Betonschwellen in Mehrfachformen mit nebeneinander angeordneten, einzeln zu spannenden Einzelformen gefertigt. Dies hat den zusätzlichen Vorteil, daß man wahlweise auch in einzelnen Formen, sogar in einzelnen Formen innerhalb einer Mehrfachform, die Armierung weglassen kann, so daß innerhalb einer Mehrfachform, also beispielsweise Vierfachform, sowohl armierte als auch nichtarmierte Schwellen hergestellt werden können.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt dabei die Herstellung der verschiedenen Betonschwellen in Mehrfachformen, die aus einem tragenden Rahmen und auswechselbar eingelegten Inlayformblechen bestehen. Durch diese Ausbildung ergibt sich eine Standardabmessung für den äußeren Rahmen, die eine besonders günstige genormte Unterteilung der Wärmekammern entsprechend dieser Rahmengröße ermöglicht, was wiederum die Fertigung unterschiedlichster Schwellen in einem Durchlaufverfahren mit unterschiedlich langen Aushärtezeiten und unterschiedlichen Temperaturen in den Wärmekammern durch das rechnergesteuerte Regalbediengerät zuläßt. Darüber hinaus ist die Umrüstung der Mehrfachformen für verschiedene Betonschwellen extrem einfach, indem lediglich die angelegten Inlayformbleche ausgewechselt werden können. Außerdem ergibt sich auf diese Art und Weise auch wiederum die Möglichkeit, unterschiedliche Betonschwellen innerhalb einer Mehrfachform gleichzeitig produzieren zu können.
Zur Durchführung des Verfahrens verwendet man eine Umlaufproduktionsanlage, bei der einer Vorbereitungsstation für die leeren Formen eine Betonier- und Rüttelstation mit Übergabetransportstrecke zum Regalbediengerät einer eine Vielzahl von Wärmekammern aufweisenden Aushärtestation nachgeordnet ist, an die sich eine eine Entspannstation enthaltende Entleerstation anschließt, wobei jeder Station bevorzugt eine Pufferstrecke für die Formen nachgeordnet sein kann.
Die erfindungsgemäße Anlage läßt sich als mobile Anlage konzipieren und kann damit je nach Bedarf in ihren Komponenten und ihrer Kapazität angepaßt werden. Die Anlage läßt sich in Containereinheiten bauen, die nur noch elektrisch verbunden werden müssen und bei denen keine aufwendigen Krananlagen notwendig sind, da der Transport der Formen von und zur Aushärtevorrichtung infolge der verwendeten handlichen Mehrfachformen, die vorzugsweise als Vierfachformen sein sollen, sehr einfach ausgelegt sein kann.
Durch die Verwendung einer Vielzahl von getrennten Wärmekammersegmenten ist eine gemischte Produktion von Spannbetonschwellen und schlaffarmierten Schwellen möglich. Hier ist zu beachten, daß Spannbetonschwellen eine längere Aushärtezeit benötigen. Die schlaffarmierten Schwellenformen können somit zweimal pro Tag eingesetzt werden. Das rechnergesteuerte Regalbediengerät legt Spannbetonschwellen getrennt von den schlaffarmierten Schwellen in den Wärmekammern ab und transportiert wie gewünscht ausgehärtete Schwellen zur Entschalung. Die Gesamtanlage benötigt nur einen geringen Platz im Verhältnis zu herkömmlichen Spätentschalsystemen und gleichzeitig besteht auch noch der Vorteil, daß die Formen einer erfindungsgemäßen Anlage auch in anderen Werken mit anderen Produktionsverfahren genutzt werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die zu seiner Durchführung dienende Vorrichtung hat darüber hinaus auch den Vorteil, daß Zubehörteile für feste Fahrbahnen und Breitschwellengleise, wie Schallabsorber oder Füllsteine, ebenfalls damit gefertigt werden können, und zwar ebenfalls wiederum im gleichen Durchlaufverfahren, lediglich durch Verwendung anderer Formen. Die Unterschiede dieser Zubehörteile zu Spannbetonschwellen oder armierten Schwellen, insbesondere im Hinblick auf die Temperatur und Aushärtezeit, können vollautomatisch über das programmierte Regalbediengerät erfaßt und entsprechend berücksichtigt werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung, die schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Produktionsanlage zeigt.
Die Anlage umfaßt eine Vorbereitungsstation 1, eine Betonier- und Rüttelstation 2 mit einer Übergabetransportstrecke 3 zum Regalbediengerät einer Aushärtestation 4 mit einer Vielzahl von Wärmekammern und eine Entleerstation bzw. Entspannstation 5. Darüber hinaus ist vorzugsweise in der Nähe dieser Fertigungsstation eine Stapelstation 6 angeordnet.
Die entleerten, in einem vorherigen Produktionszyklus eingesetzten Formen werden in einer Reinigungs- und Ölstation 7 neu vorbereitet und über einen Puffer 8 der kompletten Formvorbereitungsstation 9 zugeleitet, an die sich wiederum eine Pufferstation 10 anschließt. In der nachfolgenden Spannstation 11 werden bei Bedarf die eingelegten Armierungen gespannt und die Formen - nach Durchlaufen eines weiteren Puffers 12 - auf einem Rüttelbock 13 mit Beton verfüllt und dieser eingerüttelt. Über eine zusätzliche Pufferstation 14 werden die Formen über die Übergabetransportstrecke 3 einer Aufnahmestation 15 zugeleitet, von der sie von einem nicht gezeigten Regalbediengerät der Aushärtestation 4 übernommen und in die einzelnen Kammern 16 - 29 eingebracht werden.
Eine wesentliche Besonderheit des erfindungsgemäßen Verfahrens und damit auch des Aufbaus der dazu dienenden Vorrichtung ist die Tatsache, daß von vorneherein ausschließlich identische Mehrfachformen verarbeitet werden, wobei identisch bedeutet, daß sie die gleichen Außenabmessungen aufweisen, während die innere Aufteilung natürlich entsprechend den unterschiedlichen zu erzeugenden Schwellentypen gewählt ist. Bevorzugt geschieht dies dadurch, daß die Mehrfachformen aus einem tragenden Rahmen und auswechselbar eingelegten Inlayformblechen bestehen. Durch diese Verwendung gleicher Mehrfachformen kann eine entsprechende Aufteilung der Aushärtestation in Kammern 16 - 29 erfolgen, deren Breite und Tiefe entsprechend den Abmessungen der Mehrfachformen gewählt ist, wobei natürlich eine Mehrzahl solcher Formen übereinander in entsprechende Einschübe eingebracht werden kann. Das rechnergesteuerte Regalbediengerät - der Rechnerraum 30 enthält auch die Steuerungseinrichtungen für die Wärmekammern 16 - 29 - kann entweder direkt über eine Eingabestation bei der Betonier- und Rüttelstation die notwendigen Angaben zu den einzelnen Formen erhalten oder aber man kann auch entsprechende Markierungen oder Identifizierungschips an den Formen vorsehen, die über eine Lesestation des Regalbediengeräts ausgelesen werden können. Das Regalbediengerät legt dann die von ihm identifizierten Mehrfachformen irgendwo in den Wärmekammern ab und kann auch bei chaotischer Ablagerung stets in geeigneter Weise Zugriff nehmen, um nach der vorgesehenen Härtezeit der Schwellen die Mehrfachform wieder herauszunehmen und in der eine Entspannstation enthaltenden Entleerstation 5 abzulegen. Nach dem Entspannen bzw. Entleeren der Schwellen oder wenn Schwellenabsorber, Füllsteine od.dgl. produziert werden sollen, werden die Formen über eine Pufferstation einem Manipulator 32 zugeführt, der die Form dreht und die Schwellen auf ein Förderband ablegt, mit dem sie durch die Montagestation 33 transportiert werden. Die geleerten Formen werden auf ein anderes Förderband abgelegt, welches sie der Reinigungs- und Ölvorrichtung 7 der Vorbereitungsstation 1 zuleitet. Die Montage der Schienenbefestigungen erfolgt auf dem Förderband der Montagestation. Eine ggf. erforderliche Hebe- und Drehvorrichtung 34 stapelt die Schwellen in vorbestimmten Einheiten, so daß der auf dem Lagerplatz befindliche Kran gleichgroße Schwellenpakete verladen kann. Gegebenenfalls kann aber auch ein langer Ketten- oder Rollenförderer die Schwellen zum Lagerplatz, also beispielsweise der gezeigten Stapelstation 6, befördern.

Claims (5)

  1. Verfahren zur variablen Fertigung von Betonschwellen mit oder ohne Spannarmierung, bei dem die Formen in einer Vorbereitungsstation gereinigt und mit den Armierungen versehen werden, um anschließend in einer Betonier- und Rüttelstation mit Beton gefüllt zu werden, und die Schwellen durch eine Wärmebehandlung ausgehärtet werden, dadurch gekennzeichnet, daß alle Schwellen in Mehrfachformen, vorzugsweise in ihren Außenabmessungen gleichen Vierfachformen, gefertigt werden, und daß die Wärmebehandlung in Wärmekammern erfolgt, die mit den ausbetonierten Mehrfachformen über ein Regalbediengerät beschickt und entleert werden, das die Formen einer Entspann- und Entleerstation vor einer Vorbereitungsstation zuleitet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrfachformen aus einem tragenden Rahmen und auswechselbar eingelegten Inlayformblechen bestehen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Schwellen mit den Mehrfachformen in die Wärmekammern eingebracht und je nach Schwellentyp unterschiedlich lange in unterschiedlich temperierten Wärmekammern verbleiben.
  4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß einer Vorbereitungsstation (1) für die leeren Mehrfachformen (F) eine Betonier- und Rüttelstation (2) mit Übergabetransportstrecke (3) zum Regalbediengerät einer eine Vielzahl von Wärmekammern (16 - 29) aufweisenden Aushärtestation (4) nachgeordnet ist, an die sich eine eine Entspannstation enthaltende Entleerstation (5) anschließt
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Station eine Pufferstrecke für die Mehrfachformen (F) nachgeordnet ist.
EP99110373A 1998-08-11 1999-05-28 Verfahren und Vorrichtung zur variablen Fertigung von Betonschwellen Revoked EP0979713B1 (de)

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