FI80846B - Annlaeggning foer tillverkning av betongelement. - Google Patents

Description

1 80846

Betonielementtien valmistuslaitos

Keksinnön kohteena on betonielementtien valmistus-laitos, joka käsittää 5 - muotit, joilla annetaan muoto valmistettaville tuotteille; - välineet raudoitusten asentamiseksi muotteihin ja/tai ontelonmuodostuslaitteet muotteja varten; - betonisäiliön tuoreen betonisekoituksen kaatami-10 seksi muottiin; - välineet muotissa olevan betonin tiivistämiseksi; - välineet muotin ja/tai valmiin tuotteen siirtämistä varten; - välineet muotissa olevan betonin kovettamiseksi; 15 - välineet valmiin tuotteen poistamiseksi muotista; - vaunun, joka on siirrettävissä pitkin suoraviivaista rataa, jolloin betonisäiliö, välineet muotin siirtämiseksi ja välineet valmiin tuotteen poistamiseksi muotista on järjestetty mainitun vaunun varaan.

20 Betonielementtien teollinen esivalmistus suoritet tiin ennen kahdella erilaisella perusmenetelmällä. Toinen niistä on valmistus ns. "pitkän linjan" tai "kiinteän alustan" systeemillä, joissa menetelmissä elementin muodostavana tilana (ontelona) toimivat muotit ovat kiinteitä, 25 kun taas teknisiä toimenpiteitä suorittavat eri laitteet kulkevat pitkin muotteja ja täyttävät erityistehtävänsä. Toisen menetelmän muodostaa ns. "liikkuva muottikuljetin" tai "valulinja". Tässä menetelmässä tekniset laitteet ovat kiinteät, kun taas muotit kulkevat ikäänkuin kuljettimella 30 pitkin työskentelypisteitä, joissa tapahtuvat ennaltamää-rätyt toimintavaiheet (kts. esim. seuraavaa julkaisua: N.L.SCOTT: "The long line pre-tensioning method" [Proceedings of the 9th International Congress of the F.I.P., Stockholm, June 6 - 10, 1982; Volume 3, p. 262 - 27]).

35 Niin sanotun "pitkän linjan" menetelmän aikana.

2 80846 jolloin käytetään kiinteitä muotteja, raudoitukset asennetaan muotteihin, mahdollisesti esijännitettyinä, tuore betoni kaadetaan, tiivistetään ja kovetetaan tuotantolinjalla, jonka pituus yleensä on 80 - 400 m. Eräs tämän 5 systeemin erityispiirre on siinä, että kun on kyse esijän- ' nitetyistä rakenteista, muotit on yhdistettävä suurimmaksi osaksi ei-siirrettävästi rakenteisiin, jotka ottavat vastaan kuormitusvoimat, tai ne itse on tehtävä sopiviksi ottamaan kantaakseen kuormitusvoimat. Sen seurauksena tar-10 vitaan ylimitoitetut ja kalliit muotit. Lisäksi "pitkän linjan" menetelmää pidetään epäedullisena, koska investointikustannukset ovat liian korkeat, tilantarve liian suuri, kovettamiseen tarvitaan paljon paikallista työtä ja paljon energiaa. Lisähaittana on, että sitä voidaan käyttää yh-15 delle ainoalle tuotteelle, koska tuotevaihdos vaatisi koko muotiston irrottamista ja vaihtaminen on työlästä ja aikaa vievää. Sijoittaminen vaatii huomattavasti työtä, sitä paitsi sitä ei voida organisoida edullisesti. Tämä tulee ilmeisesti siinä, että työntekijöiden on pakko jatkuvasti 20 kulkea pitkin tuotantolinjaa, joten vain suhteellisen yksinkertaisia tuotteita voidaan tuottaa taloudellisesti.

Tuotanto, joka perustuu "liikkuvaan muottikuljet-timeen", tapahtuu katetuissa työpajoissa, joissa on suuri sisäkorkeus ja jotka on varustettu nostureilla, jolloin 25 muotteja kierrätetään rulla- tai ketjukuljettimilla työ pisteiden välillä. Työntekijät pysyvät omassa työasemassaan ja suorittavat ennalta määrätyt tehtävät, kuten esim. muottien avaamisen, niiden puhdistamisen, raudoitusten asentamisen, esijännityksen, ontelonmuodostuksen, betonoinnin, 30 tiivistämisen, viimeistyksen jne.

On mainittava, että "liikkuvan muottikuljettimen" systeemiin perustuvaa menetelmää pidetään edullisempana verrattuna ensinmainittuun "pitkän linjan" tai "kiinteän alustan" systeemiin, koska vaihtaminen toiseen tuotteeseen 35 on helpompaa ja tehty työ voidaan organisoida paremmin; li 3 80846 näistä huolimatta esiintyy myös joitakin epäsuotuisia lisäpiirteitä. Ensinnäkin* vaikka verrataan "pitkän linjan" menetelmään, investointikustannukset ovat paljon korkeammat, koska tarvitaan työpaja nostureineen ja monimutkaisia 5 mekaanisia laitteita. Myös huolto on monimutkaista johtuen ' useista liikkuvista osista, jotka ovat alttiina kulumiselle. Ainoa etu, eli, että työntekijöiden tarvitsee tehdä vain yksi hyvin harjoiteltu työvaihe, ei ollenkaan korvaa niitä vaikeuksia, jotka syntyvät, jos on tarpeen ryhmittää 10 työntekijät uudelleen. Taloudellisten laskelmien mukaan yhteen ryhmitetty toiminta - korkeista investointikustannuksista johtuen - tulee kannattavaksi vasta hyvin pitkän toimintajakson jälkeen.

Keksinnön päämääränä on kehittää betonielementtien 15 valmistuslaitos, joka käsittää molempien systeemien, so. "pitkän linjan" menetelmän ja "liikkuvan muottikuljettimen" menetelmän kaikki edulliset piirteet samalla kun se antaa mahdollisuuden poistaa kaikki niiden epäsuotuisat piirteet. Lisätavoitteena on se, että valmistuslaitos voitaisiin 20 koota pienistä yksiköistä ja sijoittaa helposti paikoilleen ja siirtää sekä vaihto toiseen tuotteeseen voitaisiin toteuttaa taloudellisesti ja nopeasti.

SE-patenttijulkaisussa 162 807 on esitetty ohutseinäisten elementtien valmistus puristamalla. Laitos on 25 varustettu vaunulla, joka käsittää betonisäiliön ja muotin, joka on käännettävästi järjestetty (90°) kehykseen kiinnitetyn akselin ympärille. Kehystä voidaan nostaa tai laskea vaunulla olevan käyttölaitteen avulla. Tuote voidaan poistaa muotista valupatjan (hiekkatuen) päälle muottia kääntä-30 mällä. Muotti on järjestetty liikkuvalle yksikölle. Tämä tunnettu ratkaisu ei mahdollista betonin levittämistä ja tiivistämistä eikä tuotteen pinnan viimeistelyä ja purkamista.

US-patenttijulkaisu 4 171 194 koskee kiinteää pat-35 jasysteemiä, jossa on kiinteä rata ja kymmenen valmistuk- 4 80846 seitaan kallista vaunua eri työvaiheiden suorittamiseksi. Jokainen vaunut pystyyn» suorittamaan yhden ainoan työvaiheen; esimerkiksi muottiseinämien poistamisen, tai kal-listamisen, tai puhdistamisen tai raudoituksen käsittelyn, 5 tai sisäkappaleiden asettamisen muottiin, tai betonin va-luttamisen tai viimeistelyn. Muottia voidaan siirtää silta-nosturin avulla. Patjasysteemiin liittyy paljon laitostilaa vieviä pitkiä kiinteitä muotteja.

SU-patenttijulkaisussa 1 181 871 on esitetty laite, 10 joka sisältää vaunun, jossa on tartuntavälineet muottien, tuotteen, kuten myös tärytinlevyn siirtämistä varten. Täry-tinlevy pystyy ainoastaan tiivistämään betonia alaspäin, jolloin tuotteessa on vaakasuora yläpinta. Vaunu ei suorita betonin valuttamista, koska se asetetaan valutuksen aikana 15 sivulle.

GB-patenttijulkaisussa 1 305 110 on esitetty valmistuslinja esijännitettyä betonia olevia tuotteita varten. Valmistuslinja käsittää rakennelman, jossa kaikki valmis-tustoimenpiteet on keskitetty kehysrakenteelle. Rakennelma 20 perustuu muottien pyörityssysteemiin, joka käsittää asemia eri valmistustoimenpiteiden suorittamiseksi. Muotit on asennettu "kannatushallin" sisäkehälle.

Keksinnön tehtävänä on aikaansaada ratkaisu, jonka avulla laite voitaisiin panna toimintaan halvalla ja mini-25 mi työmäärällä paikanpäällä, se voitaisiin siirtää pitkiäkin matkoja, voitaisiin välttyä erikoisosien käytöltä, lisävaatimuksina on helppo huolto ja tuotantokapasiteetin muunneltavuus. Lisätehtäväksi asetettiin, että voitaisiin tuottaa ei ainoastaan monikäyttötuotteita, vaan voitaisiin 30 toteuttaa eri tuotteiden samanaikainen valmistus.

Keksintö perustuu usean osahavainnon yhdistelmään, nimittäin, että raskaat muotit ja kuormitusvoimia vastaanottavat rakenteet - joita käytetään "pitkän linjan" tekniikan yhteydessä - samoin kuin nosturit ja kalliit ja 35 monimutkaiset ryhmäteknologiassa käytettävät kuljettimet

II

5 80846 on jätettävä pois. Eräs lisähavainto on siinä että - kovettamista lukuunottamatta - kaikki tekniset vaiheet voidaan suorittaa yhdessä ainoassa paikassa, jos käytetään yhdistettyä valmistusyksikköä, joka kaikki tarpeelliset erityis-5 laitteet käsittäessään kykenee itse suorittamaan kaikki olennaiset valmistustehtävät, kuten nostaminen (siirtäminen), kääntäminen, paloitteleminen ja purkaminen. Niinpä tämä keksintö tuo esille sellaisen betonielementtien valmistuslaitoksen, jossa elementtien valmistustilan muodos-10 tavat toistuvasti käytettävät muotit. Keksinnön mukaiselle valmistuslaitokselle on tunnusomaista, että vaunu on muodostettu yhdistetyksi valmistusyksiköksi, joka käsittää pinnanviimeistelylaitteet, jotka pääasiassa käsittävät telan tuotteen yläpinnan levittämiseksi, muovaamiseksi tai 15 kuvioimiseksi, ja monikäyttöisen palkkiyksikön, nostoyk-sikön mainitun palkkiyksikön siirtämiseksi pystysuunnassa, ja käyttölaitteen nostoyksikön siirtämiseksi poikittais-suunnassa, jolloin betonisäiliö, ainakin yksi lisätärytin, ontelonmuodostuslaitteet, ripustuselementit ja kääntöelimet 20 tuotteiden purkamiseksi on sovitettu vaihdettavasti yhdistetyn valmistusyksikön mainitulle palkkiyksikölle, jolloin lisäksi mainitut muotit ovat kannettavia (siirrettäviä) ja käännettäviä yhdistetyn valmistusyksikön avulla, ja että mainitut välineet betonin kovettamiseksi muotissa muodostuu 25 kokoon pantavasta kovettamiskammiosta, joka sijaitsee yhdistetyn valmistusyksikön toiminta-alueella. Edullisesti valmistuslaitos on varustettu kääntötelineellä tuotteiden käsittelyn helpottamiseksi, joka kääntöteline on yhteistoiminnassa yhdistetyn valmistusyksikön kanssa. Keksinnön rau-30 kaisessa laitteistossa palkkiyksikkö on edullisesti järjestetty siten, että sitä voidaan siirtää yhdistetyn tuotantoyksikön runkopalkin varassa poikkisuuntaan käyttölaitteen avulla. Palkkiyksikössä on yksi tai useampia lisä-täry ttimiä. Itsestään liikkuvan betonointiyksikön siirtämi-35 seksi pitkin rataa on järjestetty käyttölaite betonointiyk- 6 80846 sikön liikuttamiseksi pituussuunnassa.

Keksinnön mukaisella valmistuslaitoksella kaikki tehtävät suoritetaan yhdessä ainoassa paikassa kovetusta lukuunottamatta.

5 Tunnettuihin valmistuslaitteisiin ja valmistusmene telmiin verrattuna keksinnöllä on useita edullisia piirteitä. Teknisistä eduista tärkein on, että se on "monikäyttöinen" yhdistetty valmistusyksikkö, eikä ainoastaan aika-järjestysmielessä, vaan koska voidaan samanaikaisesti valio mistaa eri tuotteita. Kaikkein tärkeimpänä etuna pidetään sitä, että valmistuskapasiteettia voidaan vaihdella laajoissa rajoissa.

Edelleen purkamisen jälkeen eri yksiköt ja laitteen välineet voidaan kuljettaa helposti konteissa mihin 15 tahansa haluttuun paikkaan.

Yhtenä teknisenä etuna tulisi mainita - koska sen taloudellinen vaikutus on myös huomattava - että monia rakenteita (jotka tekevät aiemmat valmistusmenetelmät mitä monimutkaisimmiksi) voidaan jättää pois. Niinpä esim. työ-20 pajaa nostureineen tai erillisine nosturiratoineen, moni mutkaisia konealustoja, erityisvarusteita kuormitusvoimien vastaanottamiseksi tai raskaita ja pitkiä muotteja ei enää tarvita; kuljettimet, rullat, ketjut ja nosturit työläine huoltoineen tulevat tarpeettomiksi. Lisäksi tarvitaan 25 paljon pienempi valmistuspaikka, vähemmän ja paremmin organisoitavissa olevaa työvoimaa. Koska suurimmasta osasta siirtotehtäviä voidaan luopua, voidaan säästää huomattavasti energiaa.

Yllä kuvatun perusteella on selvä, että keksintö 30 tarjoaa taloudellisia etuja sikäli kuin tuotantomäärään liittyvät nk. erityisvälinevaatimukset ovat pienemmät kuin joko "pitkän linjan" tai "liikkuvan muottikulj ett imen" tai "valulinja" menetelmässä. Koska tuotantovälineet ovat painoltaan merkityksettömät ja huomattava osa lisäinves-35 toinneista tulee tarpeettomaksi, voidaan saavuttaa huomat-

II

7 80846 tavia säästöjä. Edelleen kuljetus- ja kokoonpanokustannuk-set on perinteisiin menetelmiin verrattuna pienemmät. Samat säästöt voidaan osoittaa tuotanto- ja huoltokustannuksien suhteen. Laitteen kuljetuskustannukset jopa pitkien mat-5 kojen päähän ovat kohtuulliset.

- Keksintö kuvataan piirustusten pohjalta yksityis kohtaisesti parhaimpana pidetyn, esimerkkinä toimivan toteutusmuodon avulla. Piirustuksissa: kuvio 1 on sivukuva keksinnön mukaisesta laittees-10 ta, esittäen kolme eri valmistusvaihetta (a,b,c), kuvio 2 on päälikuva samasta laitteesta, kuvio 3 on pitkin kuvion 2 linjaa III - III otettu leikkaus, kuvio 4 on pitkin kuvion 2 linjaa IV - IV otettu 15 leikkaus, kuvio 5 on pitkin kuvion 2 linjaa V - V otettu leikkaus, kuvio 6 on poikkileikkaus toisesta toteutusmuodosta.

20 Kuvio 1 esittää sivukuvan yhdistetystä valmistus- yksiköstä 2, joka muodostaa keksinnön mukaisen laitteiston olennaisen osan, eri valmistusvaiheissa, valmistaen tässä esimerkin vuoksi - rautatien betonisia ratapölkkyjä, joita kuvaa tuote 9. Ratapölkkyjen valmistus suoritetaan muoteis-25 sa 1, jokaisessa niistä voidaan samanaikaisesti tehdä 2 x 5 kappaletta tuotetta 9 (kuvio 2).

Kuviossa la tuotteen 9 yläpuolella voidaan nähdä monikäyttöinen palkkiyksikkö 2a - joka edustaa yhdistetyn valmistusyksikön 2 kaikkein tärkeintä osaa - nostetussa 30 asennossa. Palkkiyksikkö 2a suorittaa muun muassa kaikki tarpeelliset muottien 1 siirto-operaatiot, esim. tarttumisen, nostamisen ja laskemisen.

Kuviot la, 2a ja 3 kuvaavat ratapölkkypinoa, joka on järjestetty kovettamiskammioon 6, joka voidaan tarkoi-35 tuksenmukaisesti koota ja vastaavasti purkaa. Tunnettu 8 80846 höyrynkehitysyksikkö 10 syöttää lämpöenergiaa kovettamis-kammioon 6. Palkkiyksikkö 2a pinoaa ratapölkyt (pinoaminen) soveltuen myös kovettamiskammion 6 kokoamiseen, asettaen paikoilleen kammion katteen 6a.

5 Kuvio 3 esittää nostoyksikön 2f, joka toimii siir täen palkkiyksikköä 2a pystysuunnassa.

Kuviossa Ib voidaan nähdä palkkiyksikön 2a kaksi eri asentoa: vasemmalla puolella palkkiyksikkö 2a on nostetussa asennossa betonisäiliön 2b ollessa ripustettuna 10 sen varaan, kun taas oikealla puolella se lepää muotin 1 päällä ja lisätäryttimet 2d tiivistävät tuoretta betonia.

Kuvio 2b kuvaa pinnanviimeistyslaitetta 2c, joka on esim. tasoitustela ja joka on kiinnitetty yhdistetyn valmistusyksikön 2 runkopalkkiin 2i. Tasoitustelan avulla 15 muotteihin 1 kaadettu tuore betoni voidaan levittää, muotoilla ja kuvioida pinnalta (mallikuvio). Yksi tai useampi ontelontekolaite 2e voidaan järjestää palkkiyksikön 2a varaan.

Jos on tarkoitus valmistaa esijännitettyjä tuotteita 20 9, järjestetään jännityksen aikaansaavat laitteet 8 esijän nitettävien raudoitusten kanssa samaan linjaan, mainitut laitteet 8 käynnistetään hydraulisella käyttöyksiköllä 8a. Täryttimet 2d (järjestetty yläpuolelle ja ollen vain toisarvoisessa asemassa) toimivat yhteistyössä muotteja 1 kan-25 nattavan tärytinpöydän 3 (tai tärytintelineiden) kanssa, joka on pääasiallisin betonin tiivistäjä.

Kun tiivistäminen on suoritettu, yhdistetty valmistusyksikkö 2 sijoittaa tiivistettyä tuoretta betonia sisältävät muotit 1 kovettamiskammioon 6, sieltä - kun 30 ennalta määrätty kovettamisaika on kulunut - muotit 1 siirretään uudelleen tärytinpöydälle 3. Sitten esijänni-tyskiilat leikataan leikkaus-hitsaus-yksikön 4 avulla ja pakettina (nippuna) valmistetut tuotteet 9 paloitellaan ja poistetaan muoteista 1 palkkiyksikön 2a avulla. Leikkaus-35 hitsausyksikkö 4 voi olla esim. tunnettu hitsausmuuttaja (generaattori).

Kun tyhjennetyt muotit 1 on puhdistettu ja öljytty,

II

9 80846 prosessi voidaan toistamiseen aloittaa asentamalla uudet raudoitukset.

Kuvio 2b esittää päälikuvaa yhdestä muotista 1, jossa voidaan samanaikaisesti valmistaa useita kappaleita 5 (2x5) tuotetta 9. Muotti 1 nojaa päin tärytinpöytää 3 ja hydraulisella käyttöyksiköllä 8a käynnistettävä esijän-nityslaite 8 on yhdistetty siihen.

Tuore betoni syötetään muotteihin 1 betonisäiliöstä 2b, joka on kiinnitetty palkkiyksikön 2a niputuselementtiin 10 2k. Kuten on nähtävissä kuviosta 4 palkkiyksikkö 2a pitää betonisäiliön 2b yläasennossa nostoyksikön 2f avulla, alapuolelle on järjestetty muotti 1 - jota kannattaa tärytin-pöytä 3. Kuviossa on nähtävissä myös leikkaus-hitsausyk-sikkö 4, jonka avulla raudoitukset hitsataan niiden asen-15 nuksen aikana ja jonka paikkaa voidaan haluttaessa muuttaa. Yhdistetyssä valmistusyksikössä 2 on käyttölaite 2g mainitun yksikön siirtämiseksi koko ratansa matkan.

Kuviot le, 2c ja 5 kuvaavat sen valmistusvaiheen, jonka aikana yhdistetyn valmistusyksikön 2 palkkiyksikkö 20 2a asettaa muotista irrotetun tuotepinon 9 kääntökehikon 5 varaan ja tarttuen kääntöelimiin 21 alhaaltapäin se kääntää paketin. Sen jälkeen tuotepaketti 9 (nippu) leikataan lopulliseen kokoon leikkaus-hitsausyksikön 4 avulla ja muodostetaan moniriviset pinot. Pinot siirretään edelleen 25 haarukkatrukilla 7 varastointipaikalle.

Kuvio 6 esittää keksinnön mukaisesta laitteistosta toisen toteutusmuodon, jonka mukaan yhdistettyyn valmistusyksikköön 2 kuuluu yksi tai useampi kiinteä runko, jota ei voi siirtää pituussuunnassa. Siitä syystä betonisäiliötä 30 2b ei ole ripustettu palkkiyksikön varaan, vaan sen panee liikkeelle itseliikkuva yksikkö 2h.

Keksinnön mukaista laitteistoa voidaan edullisesti käyttää tehtaissa, joissa tuotantoaste on sopiva tai jos laitteisto täytyy pystyttää toistuvasti. Sitä voidaan 35 edullisesti käyttää kohteisiin, joissa tuotannon on tapahduttava tietyssä paikassa, mainitun kohteen mukaisesti.

Claims (2)

10 80846

1. Betonielementtien valmistuslaitos, joka käsittää - muotit (1), joilla annetaan muoto valmistettavil-5 le tuotteille (9); - välineet raudoitusten asentamiseksi muotteihin (1) ja/tai ontelonmuodostuslaitteet (irtokappaleet 2e) muotteja (1) varten; - betonisäiliön (2b) tuoreen betonisekoituksen kaa- 10 tamiseksi muottiin; - välineet muotissa olevan betonin tiivistämiseksi; - välineet muotin ja/tai valmiin tuotteen (9) siirtämistä varten; - välineet muotissa (1) olevan betonin kovettami- 15 seksi; - välineet valmiin tuotteen (9) poistamiseksi muotista (1); - vaunun, joka on siirrettävissä pitkin suoraviivaista rataa (11), jolloin betonisäiliö (2b), välineet 20 muotin siirtämiseksi ja välineet valmiin tuotteen poista miseksi muotista on järjestetty mainitun vaunun varaan, tunnettu siitä, että vaunu on muodostettu yhdistetyksi valmistusyksiköksi (2), joka käsittää pinnanvii-meistelylaitteet (2c), jotka pääasiassa käsittävät telan 25 tuotteen (9) yläpinnan levittämiseksi, muovaamiseksi tai kuvioimiseksi, ja monikäyttöisen palkkiyksikön (2a), nos-toyksikön (2f) mainitun palkkiyksikön (2a) siirtämiseksi pystysuunnassa, ja käyttölaitteen (2j) nostoyksikön (2f) siirtämiseksi poikittaissuunnassa, jolloin betonisäiliö 30 (2b), ainakin yksi lisätärytin (2d), ontelonmuodostuslait teet (2e), ripustuselementit (2k) ja kääntöelimet (21) tuotteiden (9) purkamiseksi on sovitettu vaihdettavasti yhdistetyn valmistusyksikön mainitulle palkkiyksikölle (2a), jolloin lisäksi mainitut muotit (1) ovat kannettavia 35 (siirrettäviä) ja käännettäviä yhdistetyn valmistusyksikön II li 80846 (2) avulla, ja että mainitut välineet betonin kovettamiseksi muotissa muodostuu kokoon pantavasta kovettamiskammios-ta (6)# joka sijaitsee yhdistetyn valmistusyksikön (2) toiminta-alueella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valmistuslaitos, ' tunnettu siitä, että se on varustettu kääntöteli- neellä (5) tuotteiden (9) käsittelyn helpottamiseksi, joka kääntöteline on yhteistoiminnassa yhdistetyn valmistusyksikön (2) kanssa. 10 80846