EP2386396B1 - Verfahren zur Herstellung von vorgespannten Betonkonstruktionselementen, insbesondere Betoneisenbahnschwellen mittels Formbett - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von vorgespannten Betonkonstruktionselementen, insbesondere Betoneisenbahnschwellen mittels Formbett Download PDF

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EP2386396B1
EP2386396B1 EP11165751.6A EP11165751A EP2386396B1 EP 2386396 B1 EP2386396 B1 EP 2386396B1 EP 11165751 A EP11165751 A EP 11165751A EP 2386396 B1 EP2386396 B1 EP 2386396B1
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concrete
mould
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group
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Ralf Kortmann
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Leonhard Moll Betonwerke & Co KG GmbH
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Leonhard Moll Betonwerke & Co KG GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B7/00—Moulds; Cores; Mandrels
    • B28B7/26—Assemblies of separate moulds, i.e. of moulds or moulding space units, each forming a complete mould or moulding space unit independently from each other
    • B28B7/266—Assemblies of separate moulds, i.e. of moulds or moulding space units, each forming a complete mould or moulding space unit independently from each other for making oblong objects, e.g. girders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B23/00—Arrangements specially adapted for the production of shaped articles with elements wholly or partly embedded in the moulding material; Production of reinforced objects
    • B28B23/02—Arrangements specially adapted for the production of shaped articles with elements wholly or partly embedded in the moulding material; Production of reinforced objects wherein the elements are reinforcing members
    • B28B23/04—Arrangements specially adapted for the production of shaped articles with elements wholly or partly embedded in the moulding material; Production of reinforced objects wherein the elements are reinforcing members the elements being stressed
    • B28B23/06—Arrangements specially adapted for the production of shaped articles with elements wholly or partly embedded in the moulding material; Production of reinforced objects wherein the elements are reinforcing members the elements being stressed for the production of elongated articles

Definitions

  • the invention relates to a method for the production of prestressed concrete construction elements, in particular concrete railway sleepers by means of a form bed, according to claim 1.
  • Aus der DE 28 18 088 A1 For example, a method of making structural elements in a long forming bed is known.
  • the local form bed accommodates tensioned reinforcement wires and closure components between different elements, wherein the elements are produced in the concrete casting process.
  • closure members Prior to casting, closure members are arranged in the forming bed at predetermined portions, which are shaped to connect at least two cast members via lands or shoulders projecting outwardly from the members and surrounding the reinforcing wires, such that the element strand is secured to one end of the bed the elements can be cut from each other separating station.
  • the successively to be cut element strand becomes the elements of each other separating station advanced on a along the bed movable conveyor.
  • the cast elements according to the prior art solution are removed from the forming bed by either lowering the molds or by rotating the molds after the casting operation and then pushing the element strand down out of the molds.
  • the prior art form beds are designed to be relatively long and have several, along the bed aufeinder vond arranged forms, which in z. B. groups of four are divisible.
  • the handling units according to DE 28 18 088 A1 have webs or shoulders, which are arranged at the ends and which surround the reinforcing wires, but form a smallest possible concrete cross-section, so that only a small area is to be cut through the elements separating device.
  • FR 2 352 647 discloses a method for producing prestressed concrete construction elements, in particular concrete bed sleepers by means of a forming bed, which accommodates reinforcing steels, wherein a plurality of molds are arranged one behind the other in a line and the reinforcing steels are stretched over the entire line length and the molds are filled with concrete, furthermore the molds are in groups of forms are executed and have lateral closure parts, wherein further a mold separation takes place at one end of the mold bed. From the described prior art, it is evident that the required operations are to be performed decentrally, since the molds used remain essentially in one place during the entire manufacturing process.
  • Another disadvantage is that the operating personnel often works under suspended loads, which is to be avoided under occupational safety aspects in itself. If a product change is due to replacement of the molds, a very high effort is required with the result of a reduction in productivity.
  • a mold group contains a plurality of molds which are arranged transversely to the line, wherein means for in particular rail mobility are formed on each mold group.
  • the respective mold group is cleaned and prepared for re-use, these steps being carried out spatially in the area of the central section.
  • Remains of concrete from mold cleaning are each centrally located. Dispensing of release agent within the production device is prevented by a corresponding encapsulated station in which the release agent is to be introduced into the molds.
  • the central station makes it easy to eliminate molds from product changes or from individual molds for repair, resulting in advantages in a frequently changing product program.
  • the installation of dowels, castings or the like materials in the forms can be made largely centrally.
  • the cleaned groups of molds are then assembled into a new line until the entire line length is filled and ready for the introduction of the reinforcement and the tension of the same.
  • the z. B. includes a saw to separate the respective following group of shapes, etcschalen and clean.
  • the lifting and transport means for filling the mold groups and molds with fresh concrete and the transport means for the empty transport are provided in different levels for simultaneous, mutually non-disabling use.
  • Ausgestaltend several lines with a variety of shapes without otherwise necessary space for product storage along side by side can be arranged.
  • the transportation of the molds from the central mold treatment device to the line can be largely automated to eliminate or minimize hazards due to hovering or moving loads for the production personnel.
  • the embodiment is based on two parallel juxtaposed lines in which there are concrete strands that can be re-clamped. All forms or the respective group of forms can be moved.
  • the re-clamping of a first of the two lines is realized in that the prestressing steel is separated in the region of the clamping heads. Thereafter, a movable saw is moved to a first position to sever the prestressing steel on a respective mold group having a plurality of individual shapes. Then the saw moves to a second position and separates the first shape from the strand.
  • a central mold treatment section which can be realized by a hydraulic cylinder or similar movement-generating means.
  • a manipulator picks up the severed mold and spills it into a stripping section.
  • the products, namely concrete sleepers are removed from the mold, for which a Ausschalkran application applies.
  • the now emptied form is subjected to mold cleaning in the central section. If the mold is to be removed from the production process and possibly replaced by a modified mold, this can now happen.
  • the cleaned and ready-to-use mold is moved to the section "Completing installation with built-in components and storage panels".
  • the mold groups are transverse to the longitudinal direction of the line assembly on rails and even have wheelsets. Distances remain between the mold groups, so that after hardening of the concrete, the separation of the respective shape from the strand takes place, so that only the actual tensioning or reinforcing steel has to be severed.
  • the tensioning strand is advanced around a complete group of molds so that the saw can then separate the next forming group.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von vorgespannten Betonkonstruktionselementen, insbesondere Betoneisenbahnschwellen mittels Formbett, gemäß Patentanspruch 1. Aus der DE 28 18 088 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Konstruktionselementen in einem langen Formbett bekannt.
  • Das dortige Formbett nimmt gespannte Bewehrungsdrähte und Verschlussbauteile zwischen verschiedenen Elementen auf, wobei die Elemente im Betongussverfahren hergestellt werden.
  • Vor dem Gießen werden in das Formbett in vorbestimmten Abschnitten Verschlussbauteile angeordnet, die derart geformt sind, dass mindestens zwei Gusselemente über nach außen von den Elementen vorspringende und die Bewehrungsdrähte umgebende Stege oder Schultern verbunden werden derart, dass der Elementenstrang an einem Ende des Bettes an einer die Elemente voneinander trennenden Station geschnitten werden kann. Der aufeinderfolgend zu schneidende Elementenstrang wird zu der die Elemente voneinander trennenden Station auf einer längs des Bettes beweglichen Fördereinrichtung vorgerückt.
  • Die Gusselemente gemäß der vorbekannten Lösung werden von dem Formbett entfernt, indem die Formen entweder abgesenkt werden oder, dass die Formen nach dem Gießvorgang gedreht und der Elementenstrang dann aus den Formen nach unten gedrückt wird.
  • Die vorbekannten Formbetten sind relativ lang ausgeführt und besitzen mehrere, längs des Bettes aufeinderfolgend angeordnete Formen, die in z. B. Vierer-Gruppen aufteilbar sind.
  • Die Handhabungseinheiten gemäß DE 28 18 088 A1 besitzen Stege oder Schultern, die an den Enden angeordnet sind und welche die Bewehrungsdrähte umgeben, jedoch einen kleinstmöglichen Betonquerschnitt bilden, so dass nur eine geringe Fläche durch die die Elemente trennende Einrichtung zu durchtrennen ist.
  • Aus der DE 28 20 039 A1 ist ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung von bewehrten, insbesondere vorgespannten Tragelementen bekannt. Zur rationelleren Herstellung werden Formkörper auf bewegliche, als Platten ausgebildete Unterlagen unter Bildung eines Plattenstrangs, der mehrere Formkörperstränge nebeneinander trägt, in die eigentliche Fertigungs- bzw. Spannbahn eingeführt und nach Einbringen der Bewehrungen, Ausgießen und Erhärten des Betons aus der Fertigungs- bzw. Spannbahn wieder ausgefördert.
  • FR 2 352 647 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von vorgespannten Betonkonstruktionselementen, insbesondere Betoneisenbahnschwellen mittels Formbett, welches Bewehrungsstähle aufnimmt, wobei in einer Linie eine Vielzahl von Formen hintereinander angeordnet sind und die Bewehrungsstähle über die gesamte Linienlänge gespannt und die Formen mit Beton gefüllt werden, weiterhin die Formen in Formengruppen ausgeführt sind und seitliche Verschlussteile besitzen, wobei weiterhin eine Formentrennung an einem Ende des Formenbettes erfolgt. Aus dem geschilderten Stand der Technik ist ersichtlich, dass die erforderlichen Arbeitsgänge dezentral durchzuführen sind, da die verwendeten Formen während des gesamten Fertigungsprozesses im Wesentlichen an einem Ort verbleiben.
  • Damit müssen alle notwendigen Maschinen und Anlagen sowie das Personal Zugang zur gesamten Produktionsanlage haben und entsprechend beweglich ausgeführt werden. Da das Endprodukt, nämlich die gefertigten Schwellen dezentral anfallen, ist für die weitere Bearbeitung ein Aufplatten und/oder eine Einlagerung innerhalb der Produktionsanlage mit anschließendem Transport erforderlich. Dies führt zu einem höheren internen Logistikaufwand und zu einem nicht zu vernachlässigenden Platzbedarf innerhalb der Produktionseinrichtung.
  • Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das Betriebspersonal häufig unter schwebenden Lasten arbeitet, was unter Arbeitsschutzaspekten an sich zu vermeiden ist. Wenn ein Produktwechsel durch Austausch der Formen ansteht, ist ein sehr hoher Aufwand erforderlich mit der Folge einer Verringerung der Produktivität.
  • Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein weiterentwickeltes Verfahren zur Herstellung von vorgespannten Betonkonstruktionselementen, insbesondere Betoneisenbahnschwellen mittels Formbett, welches Bewehrungsstähle aufnimmt, anzugeben, welches sicherstellt, dass das zu fertigende Endprodukt möglichst zentral anfällt, so dass Transportwege der Produkte innerhalb des Herstellungsprozesses reduziert werden können und wobei gleichzeitig der Bereich der Formenreinigung und Formenaufbereitung an einem zentralen Ort durchführbar ist, um eine Kontamination der Umgebung durch Trenn- bzw. Reinigungsmittel oder eine Störung des Produktionsprozesses zu vermeiden.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Lehre gemäß Patentanspruch 1, wobei der Unteranspruch eine zweckmäßige Ausgestaltung und Weiterbildung darstellt.
  • Es wird demnach von einem Verfahren zur Herstellung von vorgespannten Betonkonstruktionselementen, insbesondere Betoneisenbahnschwellen mittels Formbett ausgegangen, welches Bewehrungsstähle aufnimmt.
    In einer Linie ist eine Vielzahl von Formen hintereinander angeordnet und die Bewehrungsstähle werden über die gesamte Linienlänge eingezogen und gespannt. Die Formen werden mit Beton gefüllt. Weiterhin sind die Formen in Formengruppen ausgeführt und besitzen seitliche Verschlussteile, wobei eine Formentrennung an einem Ende des Formbettes, d. h. der Fertigungslinie erfolgt.
  • Erfindungsgemäß enthält eine Formengruppe mehrere Formen, welche quer zur Linie angeordnet sind, wobei an jeder Formengruppe Mittel zur insbesondere Schienenverfahrbarkeit ausgebildet sind.
  • Hierdurch besteht die Möglichkeit, eine jeweilige Formengruppe beweglich zu gestalten, um nach Entformung eine Reinigung an einem zentralen Ort vornehmen zu können, wobei durch das Aneinanderreihen wieder einsatzbereiter Formengruppen über die Mittel zur Schienenverfahrbarkeit auf einer entsprechenden Gleisanlage eine neue Linie bestückt werden kann.
  • Weiterhin wird erfindungsgemäß nach dem Abtrennen der ersten Formengruppe diese aus dem Spannbett entnommen und mittels der Schienenverfahrbarkeit in dem vorerwähnten zentralen Abschnitt zum Ausschalen und zur Formennachbehandlung verbracht.
  • Nach dem Ausschalen wird die jeweilige Formengruppe gereinigt und zum erneuten Einsatz vorbereitet, wobei diese Schritte räumlich im Bereich des zentralen Abschnittes durchgeführt werden.
  • Betonreste aus der Formenreinigung fallen jeweils zentral an. Ein Ausbringen von Trennmittel innerhalb der Produktionseinrichtung wird unterbunden und zwar durch eine entsprechende gekapselte Station, in der das Trennmittel in die Formen einzubringen ist.
  • Darüber hinaus kann durch die zentrale Station eine einfache Aussonderung von Formen bei Produktwechsel oder von einzelnen Formen zu Reparaturzwecken erfolgen, was Vorteile bei einem häufig wechselnden Produktprogramm nach sich zieht.
    Auch der Einbau von Dübeln, Gußteilen oder dergleichen Materialien in die Formen kann weitestgehend zentral vorgenommen werden.
  • Die jeweils gereinigten Formengruppen werden dann zu einer neuen Linie zusammengestellt, bis die gesamte Linienlänge gefüllt und zum Einbringen der Bewehrung sowie zur Spannung derselben bereit ist.
  • Es erfolgt darüber hinaus eine Vorrückbewegung des verbleibenden Stranges aus Formengruppen hin zur Abtrennstation, die z. B. eine Säge umfasst, um die jeweils folgende Formengruppe abzutrennen, auszuschalen und zu reinigen.
  • Die Hub- und Transportmittel zum Füllen der Formengruppen und Formen mit Frischbeton und die Transportmittel für den Leerformentransport sind in unterschiedlichen Ebenen zur gleichzeitigen, sich gegenseitig nicht behindernden Benutzung vorgesehen.
  • Ausgestaltend sind mehrere Linien mit einer Vielzahl von Formen ohne ansonsten notwendigen Zwischenraum zur Produktlagerung längs nebeneinander anordenbar.
  • Der Transport der Formen von der Einrichtung zur zentralen Formenbehandlung jeweils zur Linie kann weitgehend automatisiert werden, um Gefahren durch schwebende oder bewegte Lasten für das Produktionspersonal auszuschließen oder auf ein Minimum zu reduzieren.
  • Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
  • Das Ausführungsbeispiel geht von zwei parallel nebeneinander befindlichen Linien aus, in denen sich betonierte Stränge befinden, die umgespannt werden können. Alle Formen bzw. die jeweilige Formengruppe können verfahren werden.
  • Das Umspannen einer ersten der beiden Linien wird dadurch realisiert, dass der Spannstahl im Bereich der Spannhäupter abgetrennt wird. Danach wird eine bewegliche Säge auf eine erste Position verfahren, um den Spannstahl an einer jeweiligen Formengruppe, die mehrere Einzelformen aufweist, zu durchtrennen. Danach fährt die Säge auf eine zweite Position und trennt die erste Form vom Strang ab.
  • In einem nächsten Schritt wird der gesamte restliche Strang in Richtung eines Abschnittes zur zentralen Formenbehandlung bewegt, was durch einen Hydraulikzylinder oder dergleichen bewegungserzeugende Mittel realisierbar ist.
  • Ein Manipulator nimmt die abgetrennte Form auf und verbringt diese in einen Abschnitt zum Ausschalen. Die Produkte, nämlich Betonschwellen werden aus der Form entnommen, wofür ein Ausschalkran Anwendung findet.
  • Die jetzt geleerte Form wird im zentralen Abschnitt einer Formenreinigung unterzogen. Wenn die Form aus dem Produktionsprozess entnommen und gegebenenfalls durch eine geänderte Form ersetzt werden soll, kann dies jetzt geschehen.
  • Die gereinigte und wieder einsatzbereite Form wird in den Abschnitt "Komplettieren durch Einbauteile und Abstellbleche einbauen" befördert.
  • Nach dem entsprechenden Komplettieren und Vervollständigen durch Einbauteile wird die Form an das gegenüberliegende Ende der ersten Linie befördert und dort abgestellt.
  • Dies geschieht mit einem Brückenkran oder dergleichen Mittel, der sich in einer anderen Höhenebene befindet, als eine an sich bekannte Kübelbrücke zum Verfüllen der Formen mit Frischbeton.
  • Mit allen Formen der ersten Linie wird analog verfahren, bis der gesamte Strang aus leeren, wieder einsatzbereiten Formen besteht.
  • Mit den Formen der zweiten Linie wird ein analoger Prozess ausgeführt. Nachdem die Formen in Linie angeordnet sind, wird die Bewehrung in an sich bekannter Weise eingebracht und für die notwendige Vorspannung gesorgt. Im Anschluss erfolgt der Betoniervorgang mit Hilfe einer Kübelbrücke. Die zweite, in Längsrichtung parallel angeordnete Linie wird analog bestückt.
  • Erfindungsgemäß stehen die den Formengruppen zusammengefassten Formen quer zur Längsrichtung der Linienanordnung auf Schienen und weisen selbst Radsätze auf. Zwischen den Formengruppen verbleiben Abstände, so dass nach Aushärten des Betons die Trennung der jeweiligen Form vom Strang so erfolgt, so dass nur der eigentliche Spann- oder Bewehrungsstahl durchtrennt werden muss. Nachdem mittels Kran die Form aus dem Spannbett und auf eine weitere Schienenanordnung im Bereich des zentralen Abschnittes versetzt wurde, erfolgt das Vorrücken des Spannstranges um eine komplette Formengruppe, so dass die Säge dann die nächste Formgruppe trennen kann.
  • Ein Wechsel der Formen oder Formengruppen für andere Schwellentypen ist einfach möglich. Die Arbeitsplätze, bezogen auf manuelle Tätigkeiten, sind überwiegend stationär, was die Logistik innerhalb der Produktionseinrichtung verbessert. Vorhandene Ölnebel durch Trennmittel und/oder Sägestaub können stationär abgesaugt werden, so dass eine unnötige Verschmutzung der gesamten Produktionsanlage vermeidbar ist.

Claims (1)

  1. Verfahren zur Herstellung von vorgespannten Betonkonstruktionselementen, insbesondere Betoneisenbahnschwellen mittels Formbett, welches Bewehrungsstähle aufnimmt, wobei in einer Linie eine Vielzahl von Formen hintereinander angeordnet sind und die Bewehrungsstähle über die gesamte Linienlänge eingezogen und gespannt und die Formen mit Beton gefüllt werden, weiterhin die Formen in Formengruppen ausgeführt sind und seitliche Verschlussteile besitzen, wobei weiterhin eine Formentrennung an einem Ende des Formenbettes erfolgt,
    wobei
    - eine Formengruppe mehrere Formen enthält, welche quer zur Linie angeordnet sind, wobei jede Formengruppe beweglich gestaltet ist und an jeder Formengruppe Radsätze zur Schienenverfahrbarkeit ausgebildet sind,
    - zwischen den Formengruppen Abstände derart verbleiben, wobei nach Aushärten des Betons die Trennung der jeweiligen Form vom Strang erfolgt,
    - nach dem Abtrennen der ersten Formengruppe diese beweglich gestaltete Formengruppe aus dem Spannbett entnommen und mittels der Radsätze und einer Schienenanordnung an einen Ort zum Ausschalen und zur zentralen Formenbehandlung verbracht wird,
    - nach dem Ausschalen die jeweilige Formengruppe gereinigt und zum erneuten Einsatz vorbereitet wird, wobei diese Schritte räumlich im Bereich des Ortes zur zentralen Formenbehandlung durchgeführt werden, wobei Betonreste zentral anfallen,
    - die jeweils gereinigten beweglichen Formengruppen zu einer neuen Linie auf einer Gleisanlage zusammengestellt werden, bis die gesamte Linienlänge gefüllt und zum Einbringen der Bewehrung und zur Spannung des Bewehrungsstahles bereit ist,
    - eine Vorrückbewegung des verbleibenden Stranges aus Formengruppen zur Abtrennstation erfolgt, um die folgenden Formengruppen abzutrennen, auszuschalen und zu reinigen, wobei die Hub- und Transportmittel zum Füllen der Formengruppen und Formen mit Frischbeton und die Transportmittel für den Leerformentransport in unterschiedlichen Ebenen zur gleichzeitigen, sich gegenseitig nicht behindernden Benutzung vorgesehen sind, und
    - im Bereich des Ortes zur zentralen Formenbehandlung nach Reinigung der Formen das Aufbringen von Trennmitteln erfolgt, wobei zum Unterbinden des Ausbringens von Trennmittel innerhalb der Produktionseinrichtung das Trennmittel in einer gekapselten Station in die Formen eingebracht wird und
    - mehrere Linien mit einer Vielzahl von Formen ohne Zwischenraum zur Produktlagerung längs nebeneinander angeordnet sind.
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