NL1014659C2

NL1014659C2 - System for thickening poured concrete in foundations uses sinking piece and mechanically or hydraulically operated vibration system

Info

Publication number: NL1014659C2
Application number: NL1014659A
Authority: NL
Inventors: Franke Nico Frankema
Original assignee: Frankema Multivloeren B V
Priority date: 2000-03-16
Filing date: 2000-03-16
Publication date: 2001-09-19

Abstract

A crane is used to lower the sinking piece (1) into the outer casing (2) which is to be filled with poured concrete. The sinking piece (1) has broad (4) and narrow channels (5) through it, separated by vertical bulkheads (8). When the concrete has been poured into the casing, a mechanical or hydraulic system runs along the top of the sinking piece operating vibrator mechanisms to stir' and thicken the concrete.

Description

INRICHTING VOOR VERDICHTING VAN BETONDEVICE FOR COMPACTING CONCRETE

De onderhavige uitvinding betreft een inrichting voor het met trillingen verdichten van gestort beton.The present invention relates to a device for compacting poured concrete with vibrations.

Het is algemeen bekend om na het storten van 5 beton handmatig met trilelementen het gestorte beton te verdichten. Dit is bijvoorbeeld nodig om opeenhopingen van kiezels in het gestorte beton uit elkaar te slaan en het beton te doen inklinken, zodat een homogene, nagenoeg monolitische constructie resulteert.It is generally known to manually compact the poured concrete with vibrating elements after pouring concrete. This is necessary, for example, to break up accumulations of pebbles in the poured concrete and cause the concrete to settle, resulting in a homogeneous, almost monolithic construction.

10 Het handmatig met trilorganen verdichten van het gestorte beton volgens de bekende techniek, kent een aantal nadelen. Het handmatig verdichten is zwaar werk en zeer vermoeiend. Bovendien resulteert het werk vaak in fysieke klachten. De hierbij gebruikte trilorganen moeten 15 door het personeel, dat het verdichten bewerkstelligt, in bedwang worden gehouden, terwijl de trilorganen relatief hoge krachten uit moeten kunnen oefenen op het gestorte beton en derhalve de gebruiker aan een vorm van terugslag blootstellen. Deze terugslag leidt bijvoorbeeld tot 20 rugaandoeningen en dergelijke. Een verder nadeel is, dat de nauwkeurigheid bij het handmatig verdichten van gestort beton volgens de bekende techniek veelal ontoereikend is. Trilorganen worden door gebruikers op ervaring en intuïtie gehanteerd zonder enige verzekering, dat het 25 beoogde homogeniseren van het gestorte beton wordt bewerkstelligd en ophopingen kiezels in het gestorte beton doeltreffend worden verspreid. Een visuele inspectie is in het gestorte beton namelijk niet mogelijk, hetgeen tot deze nadelen leidt. Tevens kunnen de bekende handmatig te 30 gebruiken trilorganen in amplitude en/of slagkracht worden ingesteld. Ook dit wordt door de gebruikers op 1014659 2 basis van ervaring en intuïtie gedaan zonder zekerheid, dat met een ingestelde amplitude en/of slagkracht de beoogde homogenisering of verspreiding van opeenhopingen van kiezels wordt bereikt. Aldus is, zoals hierboven is 5 beschreven, zowel de positionering als de in te stellen intensiteit, slagkracht en/of amplitude van de trilor-ganen in ontoereikende mate bepaald om homogenisering van het gestorte beton (of verdichting hiervan) te bewerkstelligen en opeenhopingen van kiezels te verspreiden.The compaction of the poured concrete according to the known technique manually with vibrating members has a number of drawbacks. The manual compaction is hard work and very tiring. In addition, the work often results in physical complaints. The vibrating members used here must be restrained by the personnel who effect the compaction, while the vibrating members must be able to exert relatively high forces on the poured concrete and thus expose the user to a form of kickback. This recoil, for example, leads to back disorders and the like. A further drawback is that the accuracy in the manual compaction of poured concrete according to the known technique is often insufficient. Vibrators are handled by users on experience and intuition without any assurance that the intended homogenization of the poured concrete is accomplished and accumulations of pebbles in the poured concrete are effectively dispersed. A visual inspection is not possible in the poured concrete, which leads to these disadvantages. The known vibrating members to be used manually can also be adjusted in amplitude and / or impact force. This is also done by the users on the basis of experience and intuition on the basis of experience and intuition, without certainty that with a set amplitude and / or impact force the intended homogenization or spreading of pebble accumulations is achieved. Thus, as described above, both the positioning and the adjustable intensity, impact force and / or amplitude of the vibratory channels has been insufficiently determined to effect homogenization of the poured concrete (or compaction thereof) and pebble accumulations spreading.

10 Bovendien wordt bij handmatig gebruik van het trilorgaan de diepte, tot waar het trilorgaan in het gestorte beton wordt gestoken, ook op basis van intuïtie en ervaring bepaald door een gebruiker. Ook hierbij wordt geen zekerheid verkregen, dat het beoogde homogeniseren van het 15 gestorte beton en het verspreiden van opeenhopingen van kiezels hierin wordt bereikt.In addition, when manually using the vibrator, the depth to which the vibrator is inserted into the poured concrete is also determined by a user based on intuition and experience. Again, no assurance is obtained that the intended homogenization of the poured concrete and spreading of pebble accumulations therein is achieved.

Met de onderhavige uitvinding is beoogd om de bovengenoemde nadelen van de bekende techniek te verhelpen. Hiertoe is een inrichting verschaft, welke omvat: 20 een verplaatsbaar gestel; ten minste één trilorgaan, dat via een verbinding met een trilaandrijving te verbinden is en vanaf het gestel neer te laten is in het gestorte beton; een hefinrichting op het gestel voor het op- en neerlaten van het trilorgaan; en een besturing voor het 25 aansturen van de werking van althans de hefinrichting.The present invention aims to overcome the above-mentioned drawbacks of the known art. To this end, a device is provided which comprises: a movable frame; at least one vibrating member which can be connected via a connection to a vibrating drive and which can be lowered from the frame into the poured concrete; a lifting device on the frame for raising and lowering the vibrator; and a controller for controlling the operation of at least the lifting device.

Met een inrichting volgens de onderhavige uitvinding zijn alle met handmatig gebruik van trilorga-nen samenhangende nadelen aangesproken. De diepte, tot waar een trilorgaan wordt neergelaten, is met zekerheid 30 te bepalen, evenals de positie waar een dergelijk trilorgaan in het gestorte beton dringt. De besturing, die althans de hefinrichting aanstuurt, kan hiervoor zorgdragen.With a device according to the present invention all drawbacks associated with manual use of vibrating members have been addressed. The depth to which a vibrator is lowered can be determined with certainty, as well as the position where such a vibrator penetrates into the poured concrete. The control, which at least controls the lifting device, can take care of this.

Als optie of als alternatief kan de besturing, 35 of een aanvullende besturing, zijn verbonden met de trilaandrijving, zodat op basis van op voorhand bekende gegevens de intensiteit van de met het trilorgaan te genereren trillingen in het gestorte beton op voorhand 1014659 3 ingesteld kunnen worden op basis van de eigenschappen van het gestorte beton, zoals de diepte en/of viscositeit van het toegepaste beton, het gehalte aan kiezels hierin, etc. Aldus wordt met de besturing of de aanvullende 5 besturing de amplitude en/of slagkracht van de trilorga-nen ingesteld in een dergelijke voorkeursuitvoeringsvorm.As an option or as an alternative, the control, 35 or an additional control, can be connected to the vibration drive, so that on the basis of previously known data the intensity of the vibrations to be generated with the vibrating element in the poured concrete can be set in advance 1014659 3 based on the properties of the poured concrete, such as the depth and / or viscosity of the concrete used, the content of pebbles therein, etc. Thus, with the control or the additional control, the amplitude and / or impact force of the vibrator set in such a preferred embodiment.

In het hierna volgende zal de uitvinding bij wijze van voorbeeld worden beschreven aan de hand van een aantal figuren, waarin voor gelijke of soortgelijke 10 onderdelen en/of componenten dezelfde referentienummers zijn gebruikt, en waarin: fig. 1 een schematisch aanzicht toont van een toepassing van een inrichting volgens de onderhavige uitvinding; 15 fig. 2 een schematisch aanzicht toont van een inrichting volgens de onderhavige uitvinding in gebruik; fig. 3 een schematisch aanzicht toont van de in fig. 2 weergegeven inrichting volgens de onderhavige uitvinding; 20 fig. 4 schematisch een bovenaanzicht toont van de inrichting van fig. 3; en fig. 5 schematisch een bovenaanzicht toont van een werkingspatroon van een inrichting volgens de onderhavige uitvinding.In the following, the invention will be described by way of example with reference to a number of figures, in which the same reference numbers are used for identical or similar parts and / or components, and in which: figure 1 shows a schematic view of an application of a device according to the present invention; Fig. 2 shows a schematic view of a device according to the present invention in use; Fig. 3 shows a schematic view of the device according to the present invention shown in Fig. 2; Fig. 4 schematically shows a top view of the device of Fig. 3; and Fig. 5 schematically shows a top view of an operating pattern of a device according to the present invention.

25 In fig. 1 is een toepassing getoond voor een inrichting volgens de onderhavige uitvinding. In fig. 1 is een zinkstuk 1 voor een niet nader getoonde tunnel weergegeven. De inrichting volgens de onderhavige uitvinding is inzetbaar bij de productie van het zinkstuk 1, 30 doch niet alleen hierbij. De hieronder nader te beschrijven inrichting volgens de onderhavige uitvinding kan tevens ingezet worden bij het produceren van andere voortbrengselen van gestort beton.Fig. 1 shows an application for a device according to the present invention. Fig. 1 shows a sink piece 1 for a tunnel (not shown in more detail). The device according to the present invention can be used in the production of the zinc piece 1, 30, but not only here. The device according to the present invention to be described below can also be used in the production of other products of poured concrete.

Het zinkstuk 1 wordt in een buitenkist 2 gepro-35 duceerd en vervolgens bijvoorbeeld met behulp van kraan 3 vervoerd of in ieder geval uit de buitenkist 2 gehaald.The zinc piece 1 is produced in an outer box 2 and subsequently transported, for example, by means of crane 3, or in any case removed from the outer box 2.

1014559 41014559 4

Het zinkstuk 1 omvat twee tunnelbuizen 4 voor gebruik door verkeer en een tussenbuis 5 voor bijvoorbeeld onderhoudsdoeleinden.The sink piece 1 comprises two tunnel tubes 4 for use by traffic and an intermediate tube 5 for, for example, maintenance purposes.

Het zinkstuk 1 omvat een vloer 6, wanden 7, 5 schotten 8 tussen de tunnelbuizen 4 en de tussenbuis 5 en een plafond 9. Het gehele zinkstuk 1, dat als zodanig een segment vormt van de bovengenoemde tunnel, is uit gestort beton vervaardigd.The zinc piece 1 comprises a floor 6, walls 7, 5 partitions 8 between the tunnel tubes 4 and the intermediate tube 5 and a ceiling 9. The entire zinc piece 1, which as such forms a segment of the above-mentioned tunnel, is made of poured concrete.

In fig. 2 is schematisch een aanzicht weergege-10 ven van de toepassing en de werking van een inrichting 10 volgens de onderhavige uitvinding bij het vervaardigen van één van de wanden 7 van het zinkstuk 1 uit fig. 1. De inrichting 10 omvat een gestel 11 op een loopwerk 12, waarover het gestel 11 verplaatsbaar is. Het loopwerk 12 15 omvat bijvoorbeeld rupsbanden 13, waarmee de inrichting 10 over een wapening 14 voor het aldaar nog te storten beton kan rijden. Verder omvat de inrichting een hefinrichting 15, die in de uitvoeringsvorm van fig. 2 is vormgegeven als een lier 16.Fig. 2 schematically shows a view of the use and operation of a device 10 according to the present invention in the manufacture of one of the walls 7 of the zinc piece 1 of Fig. 1. The device 10 comprises a frame 11 on a running gear 12, over which the frame 11 is movable. The running gear 12 15 comprises, for example, caterpillar tracks 13, with which the device 10 can drive over a reinforcement 14 for the concrete still to be poured there. The device further comprises a lifting device 15, which in the embodiment of Fig. 2 is designed as a winch 16.

20 Om de lier 16 zijn als leidingen 17 vormgegeven verbindingen geslagen, waarbij aan het vrije uiteinde van de leidingen 17 trilnaalden 18 zijn aangebracht.Connections shaped as pipes 17 are wrapped around the winch 16, vibrating needles 18 being arranged at the free end of the pipes 17.

De leidingen 17 kunnen gezamenlijk om een enkele lier 16 zijn geslagen, of aan het gestel 11 kan 25 voor elke van de leidingen 17 een afzonderlijke lier 16 zijn verschaft, zoals in fig. 3 en fig. 4 is getoond. In de in fig. 2 getoonde uitvoeringsvorm zijn derhalve meerdere trilnaalden 18 verschaft, die elk aan een als leiding 17 vormgegeven verbinding hangen in gestort beton 30 19 in bedrijf van de inrichting 10.The lines 17 may be wrapped together around a single winch 16, or the frame 11 may be provided with a separate winch 16 for each of the lines 17, as shown in FIG. 3 and FIG. In the embodiment shown in Fig. 2, therefore, a plurality of vibrating needles 18 are provided, each of which hangs from a connection designed as conduit 17 in poured concrete 19 during operation of the device 10.

Op het gestel is verder ten minste één omvormer 20 aangebracht, die in verbinding staat met ten minste één van de leidingen 17. In de in fig. 3 en fig. 4 getoonde uitvoeringsvorm zijn twee omvormers verschaft, die 35 elk in verbinding staan met twee leidingen 17, waarbij aldus vier leidingen 17 en vier hieraan hangende trilnaalden 18 zijn verschaft. De omvormers 20 vormen een trilaandrijving voor de trilnaalden 18, die een uitvoe- 1014559 5 ringsvorm vormen van trilorganen in de zin van de onderhavige aanvrage.The frame is further provided with at least one converter 20, which is connected to at least one of the lines 17. In the embodiment shown in fig. 3 and fig. 4, two transducers are provided, each of which communicates with two conduits 17, thus providing four conduits 17 and four vibrating needles 18 suspended therefrom. The transducers 20 form a vibrating drive for the vibrating needles 18, which form an embodiment of vibrating members within the meaning of the present application.

De leidingen 17 zijn om een viertal omkeerwie-len 21 geslagen. De leidingen zijn lang en flexibel, 5 bijv. slangen, zodat de trilnaalden 18 loodrecht kunnen worden neergelaten en opgehaald. De leidingen 17 staan in verbinding met de omvormers 20, terwijl de leidingen over de omkeerwielen 21 zijn geslagen en om de lier 16 zijn gewikkeld, zodanig, dat de omvormers de voor de trillin-10 gen benodigde energie aan de trilnaalden kunnen doorgeven. Het betreft hier dan bijv. pneumatische energie, maar een willekeurig andere vorm van aandrijving van de trilnaalden 18 is tevens mogelijk.The conduits 17 are wrapped around four reversing wheels 21. The pipes are long and flexible, e.g. hoses, so that the internal vibrators 18 can be lowered and picked up perpendicularly. The lines 17 communicate with the transducers 20, while the lines are passed over the pulleys 21 and wrapped around the winch 16, such that the transducers can transmit the energy required for the vibrations to the vibrating needles. This concerns, for example, pneumatic energy, but any other form of drive of the vibrating needles 18 is also possible.

De stand van de lier 16 wordt met een (niet 15 nader getoonde) motor beheerst, welke motor onder besturing staat van een (niet nader getoonde) besturing. Aldus is de mate, waarin de leidingen 17 zijn afgewikkeld van de lier 16, nauwkeurig beheersbaar en in samenhang hiermee tevens de diepte in het gestorte beton 19, tot waar 20 de trilnaalden 18 steken. Aldus is een nauwkeurige positionering in verticale richting in fig. 2 verzekerd, evenals in samenhang hiermee het verkrijgen van een homogeen verdicht beton, zonder opeenhopingen van kiezels, die bekend staan als kiezelnesten. Door de tril-25 naalden 18 met de lier 16 opwaarts te verplaatsen in het gestorte beton 19 kan optimaal gebruik worden gemaakt van deze positionering in verticale richting.The position of the winch 16 is controlled with a motor (not shown in more detail), which motor is under control of a control (not shown in more detail). The extent to which the lines 17 are unwound from the winch 16 is thus accurately controllable and, in connection therewith, also the depth in the poured concrete 19, to which 20 the vibrating needles 18 protrude. Thus, accurate vertical positioning in Figure 2 is ensured, as is associated therewith to obtain a homogeneous compacted concrete, without pebble build-up known as pebble nests. By moving the vibrating needles 18 with the winch 16 upwards in the poured concrete 19, optimum use can be made of this positioning in vertical direction.

Als aanvulling kunnen ook de omvormers 20 onder besturing staan van een besturing. Deze besturing kan 30 dezelfde zijn als die voor de lier 16, of kan een afzonderlijke besturing zijn. Door rekening te houden met de materiaaleigenschappen van het daadwerkelijk gestorte beton 19, zoals de viscositeit, de dikte, de hoeveelheden kiezels hierin, etc., kunnen de omvormers 20 worden 35 bestuurd om een geschikte energie aan de trilnaalden 18 over te brengen. Deze hoeveelheid energie hangt namelijk direct samen met de amplitude van de trilnaalden, etc., waarmee ten minste de minimaal benodigde kracht voor het ,1 0U659 6 verdichten van het gestorte beton 19 aan de trilnaalden 18 wordt verschaft.In addition, the converters 20 may also be under control of a control. This control can be the same as that for the winch 16, or it can be a separate control. By taking into account the material properties of the actual poured concrete 19, such as the viscosity, the thickness, the amounts of pebbles therein, etc., the transducers 20 can be controlled to transfer a suitable energy to the vibrating needles 18. Namely, this amount of energy is directly related to the amplitude of the vibrating needles, etc., with which at least the minimum force required for compacting the poured concrete 19 is provided to the vibrating needles 18.

In fig. 3 in vergroot zijaanzicht en in fig. 4 in schematisch bovenaanzicht op dezelfde schaal als fig.In fig. 3 in enlarged side view and in fig. 4 in schematic top view on the same scale as fig.

5 3 zijn bepaalde aspecten van de inrichting 10 volgens de onderhavige uitvinding in meer detail of in ieder geval groter weergegeven, ter verduidelijking van de voorgaande beschrijving.5 3, certain aspects of the device 10 according to the present invention are shown in more detail or at least larger, in order to clarify the previous description.

In fig. 5 zijn patronen getoond van trilnaald-10 verdelingen, zoals die met de inrichting 10 van de voorgaande figuren volgens de onderhavige uitvinding te bereiken is. In fig. 4 is duidelijk getoond, dat de omkeerwielen 21 en in samenhang hiermee lierelementen 16 voor elke van de leidingen 17 dichter bij elkaar en verder 15 van elkaar af te plaatsen zijn. In overeenstemming hiermee is in fig. 5 een patroon 22 van verdeling van de trilnaalden 18 getoond, waarbij de omkeerwielen 21 en de elementen van de lier 16 voor de afzonderlijke leidingen 17 op relatief grote afstand van elkaar zijn geplaatst.Fig. 5 shows patterns of internal vibrator-10 distributions, such as can be obtained with the device 10 of the previous figures according to the present invention. Fig. 4 clearly shows that the reversing wheels 21 and associated winch elements 16 for each of the lines 17 can be placed closer together and further away from each other. Correspondingly, in Fig. 5, a pattern 22 of distribution of the poker vibrators 18 is shown, wherein the reversing wheels 21 and the elements of the winch 16 for the individual lines 17 are placed at a relatively great distance from each other.

20 Daarentegen zijn de patronen 23 representatief voor de situatie, waarin de omkeerwielen 21 en de bij elke van de leidingen behorende elementen van de lier 16 dicht bij elkaar zijn geplaatst. In fig. 5 zijn de zigzagpatronen 22, 23 fictieve verbindingslijnen tussen de trilnaalden 18, 25 die alle vier op een bepaald moment aan de inrichting 10 volgens de onderhavige uitvinding hangen. Zoals uit fig.On the other hand, the cartridges 23 are representative of the situation in which the reversing wheels 21 and the elements of the winch 16 associated with each of the lines are placed close together. In Fig. 5, the zigzag patterns 22, 23 are fictitious connecting lines between the vibrating needles 18, 25, all four of which are suspended at one time from the device 10 according to the present invention. As shown in fig.

4 in het bijzonder en ook uit fig. 2 en 3 blijkt, omvat de daar getoonde uitvoeringsvorm van de inrichting 10 vier leidingen en derhalve vier trilnaalden. De afstand 30 tussen de omkeerwielen kan handmatig of bij voorkeur door een hierboven beschreven besturing instelbaar zijn, afhankelijk van de eigenschappen van het gestorte beton 19, waaronder de dikte; de viscositeit; de hoeveelheid kiezels hierin, etc. Bij een hoge viscositeit of veel 35 kiezels zal een verdeling van de trilnaalden 18 in een patroon 23 wenselijk zijn, terwijl bij een redelijk vloeibaar mengsel van het gestorte beton 19 en weinig kiezels eerder een verdeling zal worden gekozen in de 1014659 7 vorm van patroon 22. Aldus kan de bewerking op de eigenschappen van het beton worden toegespitst, zowel qua positionering als diepte als intensiteit (slagkracht), hetgeen resultaten oplevert, die bij handmatig intuïtief 5 of op basis van ervaring plaatsen en bedienen van tril-naalden niet mogelijk is.4 in particular and also appears from FIGS. 2 and 3, the embodiment of the device 10 shown there comprises four lines and therefore four vibrating needles. The distance between the reversing wheels can be adjustable manually or preferably by a control described above, depending on the properties of the poured concrete 19, including the thickness; the viscosity; the amount of pebbles in them, etc. With a high viscosity or many pebbles, a distribution of the poker vibrators 18 in a cartridge 23 will be desirable, while with a fairly liquid mixture of the poured concrete 19 and few pebbles, a distribution will be chosen instead. the 1014659 7 form of pattern 22. Thus, the machining can be tailored to the properties of the concrete, both in terms of positioning and depth and intensity (impact force), which yields results, which can be placed and operated intuitively by manual 5 or based on experience. vibrating needles is not possible.

De uitvinding is niet beperkt tot de hierboven beschreven expliciete uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de onderhavige uitvinding. Vele alternatieven, 10 aanpassingen en equivalenten zijn binnen het kader van de onderhavige uitvinding mogelijk, welk kader slechts wordt gedefinieerd door de bijgevoegde conclusies.The invention is not limited to the above-described explicit embodiment of a device according to the present invention. Many alternatives, modifications and equivalents are possible within the scope of the present invention, which scope is defined only by the appended claims.

10145591014559

Claims

An apparatus for compacting poured concrete with vibrations, comprising: a movable frame; at least one vibrating member which can be connected via a connection to a vibrating drive and which can be lowered from the frame in poured concrete; a lifting device on the frame for raising and lowering the vibrator; and a controller for controlling the operation of at least the lifting device.

2. Device as claimed in claim 1, wherein the lifting device engages the connection, which is elongated, to raise and lower the vibrating member thereto.

Device as claimed in claim 2, wherein the lifting device comprises a winch, around which the connection is wrapped.

Device as claimed in claim 1, 2 or 3, wherein an additional control is provided for controlling the operation, in particular the intensity, amplitude and / or impact force, of the vibratory drive and thus of the vibrating member.

Apparatus according to at least one of the preceding claims, with at least two vibrating members, which are placed substantially uniformly distributed in the poured concrete in poured concrete.

6. Device according to claim 5, wherein the vibrating members are arranged in a zig-zag pattern.

Apparatus according to claim 5 or 6, wherein the vibrating members are arranged in a pattern meandering through the thickness of poured concrete.

8. Device as claimed in claim 5, 6 or 7, 30, wherein the vibrating members are arranged in a pattern corresponding to the mutual distances between reinforcing elements for pouring and / or poured concrete, said 101 46 59® •. operate at the vibrating elements without impediment to the reinforcement elements.

Device according to at least one of the preceding claims 5-8, wherein the lifting device 5 is adjustable to place the vibrating members closer together and further apart and thus adjust the distribution of the vibrating members.

10. Device according to at least one of the preceding claims, wherein the frame comprises a running gear 10 for moving the frame.

The device of claim 10, wherein the running gear comprises wheels.

12. Device as claimed in claim 10 or 11, wherein the displacement mechanism is suitable for displacing the frame over the reinforcement of concrete to be poured. 1014559 »