NO324969B1 - Fremgangsmate og anordning for tilvirkning av et betongprodukt - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for tilvirkning av forspente betongprodukter ved en fremgangsmåte med glideforskalingsstøping, slik at betongblandingen mates på støpebunnen ved et konstant trykk ved hjelp av skruematere. Oppfinnelsen vedrører også en anordning med glideforskalingsstøping for tilvirkning av forspente betongprodukter, slik at anordningen omfatter en støpemaskin med glideforskaling som er innrettet bevegelig på hjul som løper langs en støpebunn, tildanner en form i samvirke med sidevegger og en øvre plate, har dens skruematere forbundet med et driftmaskineri og er utstyrt med en innretning for konstant dreiekraft for å holde trykket utøvet av skruematerne ved en konstant verdi.

I en prosess med glideforskaling ekstruderes betongblandingen ved hjelp av skruematere inn i en form eller gjennom dyser, slik at støpemaskinen drives fremover langs støpe-bunnen ved reaksjonskreftene påtvunget av skruematerne. Det ferdigstøpte produktet forblir på støpebunnen.

Et hovedproblem i betongprodukter tilvirket ved glideforskalingsstøping er knyttet til styrke variasjoner i det ferdigstøpte produktet, hvilke variasjoner hovedsakelig skyldes ujevn sammenpressing av betongblanding over hele støpeprosedyren. Etter hvert som støpemaskinen beveger seg drevet fremover ved ekstruderingstrykket utøvet av skruematerne vises variasjoner i bevegelsesmotstanden og sammensetningen av betongblandingen på trykket utviklet av skruematerne, og derved på sammenpressingen av betongblandingen. Variasjoner i bevegelsesmotstanden bevirkes delvis av endringer i vekten til støpemaskinen på grunn av variasjoner i omfanget av betongblanding i matetrakten på støpemaskinen, og delvis på grunn av endringer i bevegelsesmotstanden foranlediget av forspenningstrådene. Avhengig av produkttypen kan motstanden, påtvunget av forspenningstrådene på trådføringene i støpemaskinen, variere bredt på grunn av det ulike antallet tråder brukt i avvikende typer plater. Antallet tråder i ulike platetyper bestemmes av den lastbærende kapasiteten for utformingen og spennvidden av platen. Graden av sammenpressing oppnådd i en gitt betongblanding påvirkes av størrelsesfordeling for aggregat og andelen i blandingen, likeledes av fuktinnholdet i betongblandingen.

I FI-patentpublikasjon 97455 omtales en fremgangsmåte der graden av sammenpressing i betongblandingen avføles indirekte ved måling av inngangskraften på en øvre avret-tingsbjelke, og deretter styres sammenpressingsbevegelsen eller materaten av betongblanding. Ettersom en slik støpemaskin beveger seg drevet fremover av reaksjonskraften fra ekstruderingstrykket alene, er imidlertid denne fremgangsmåten ikke i stand til å tilvirke et tilstrekkelig tett sammenpresset produkt dersom støpemaskinen tilfeldigvis løper for ubesværlig ved lav bevegelsesmotstand.

I GB-patentpublikasjon 1 586 181 omtales en utførelse der bevegelseshastigheten av støpemaskinen holdes maksimalt konstant ved styring av inngangskraften eller reaksjonskraften fra skruematerne, for således å bistå til å oppnå en konstant grad av sammenpressing i alle deler av støpeproduktet. Støping ved en konstant hastighet garanterer imidlertid ikke ensartet sammenpressing med varierende kvaliteter av betongblandingen.

I FI-patentpublikasjon 84575 omtales en fremgangsmåte der trykket påført de indre veggene i formavsnittet til en støpemaskin måles. Trykkmåling ved formveggene er imidlertid ikke spesielt godt tilpasset for styring av sammenpressingen av betongblanding fordi selv ved konstant ytre trykk kan en uensartet grad av sammenpressing fore-komme i en betongblanding på grunn av dens varierende fuktinnhold. Skruemateren frembringer kun ekstruderingstrykket, men bidrar ikke aktivt til sammenpressingen av betongblandingen. Alle kjente fremgangsmåter er ikke i stand til avføling av sammenpressingsgraden i en betongblanding ved hjelp av en direkte måling utført på betongblandingen under en pågående syklus med glideforskalingsstøping.

Det er ett av formålene med den foreliggende oppfinnelse å fremskaffe en ny fremgangsmåte med måling for avføling av sammenpressingen i glideforskalingsstøpt betongblanding, og basert på denne måleverdien styring av driften i en støpemaskin for å skaffe et ønsket sluttresultat.

Målet med oppfinnelsen oppnås ved hjelp av måling av inngangskraften i en eller flere skruematere i støpemaskinen eller verdien av en variabel proporsjonal med denne, bear-beiding av verdien for variabelen regnerisk i en styreenhet og basert på resultatet av beregningen styring av faktoren med størst bidrag til sluttgraden av sammenpressing, nemlig bevegelsesmotstanden i støpemaskinen.

Mer spesielt fremskaffes i et første aspekt av den foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for tilvirkning av et betongprodukt ved hovedsakelig horisontal glideforska-lingsstøping, i hvilken fremgangsmåte betongmasse mates gjennom et avgrenset tverrsnitt som fremføres med støpingen av et produkt med ønsket form, i hvilken fremgangsmåte det for fremføring av det avgrensede tverrsnittet bevirkes en bevegelsesmotstand, matekraft utnyttes for sammenpressing av støpingen og for å bevirke støpingens fremføring, og i hvilken fremgangsmåte tverrsnittets overflate eller overflater som defi-nerer produktets form, avretter og sammenpresser betongproduktets overflate, og det måles den kraften som forbrukes under betongmassens mating og/eller for overflaten eller overflatene som avretter og sammenpresser betongproduktets overflate, kjennetegnet ved bevegelsesmotstanden justeres på grunnlag det oppnådde måleresultatet.

Enn videre gjelder et andre aspekt av den foreliggende oppfinnelse en anordning for

tilvirkning av et styrt sammenpresset betongprodukt, hvilken anordning omfatter minst en mateinnretning for mating av betong i et avgrenset tverrsnitt, hvilken mateinnretning kan settes i bevegelse for sammenpressing av masse, og drivinnretninger for å sette mateinnretningen i bevegelse samt minst en slik overflate som avgrenser det avgrensede tverrsnittet, og som kan settes i bevegelse for sammenpressing av betongmassen, og drivinnretninger for å sette overflaten i bevegelse, kjennetegnet ved at anordningen omfatter minst en innretning som regulerer anordningens bevegelsesmotstand på grunnlag av den kraften som noen av anordningens drivinnretninger forbruker.

I en glideforskalingsstøpemaskin av ekstrudertype, der skruematerne også utfører en langsgående bevegelse frem og tilbake, er sammenpressingen av betongblanding basert delvis eller fullstendig på sammenpressingsvirkningen fra skruematerne på den forklarte måte, for eksempel i beskrivelsesdelen av Fl-bruksmønstersøknad HM 3160. Selv om langsgående bevegelse av skruematere også omtales i mange andre patentpublikasjoner, så som Fl 85350 og Fl 80845, benytter disse systemene i tillegg andre sammenpres-singsinnretninger.

Ved hjelp av måling av inngangskraften på skruematerne kan sammenpressingsgraden over hele tverrsnittsområdet av betongproduktet styres gjennom endring av sammenpressingsvirkningen fra skruematerne. Etter hvert som betongblandingen utsettes for sammenpressing mellom skruegj engene på skruene som beveger seg frem og tilbake, mens skruene samtidig utvikler det nødvendige ekstruderingstrykket, er det mulig å gjø-re sammenpressingsgraden i betongblandingen ensartet over hele tverrsnittet av produktet. Dersom inngangskraften på skruematerne holdes konstant kan følgelig sammenpressingsgraden styres til en ensartet verdi som ikke påvirkes av endringer i sammensetningen av betongblandingen eller de utvendige variablene av bevegelsesmotstanden. Støping av ulike produkttyper som har et varierende antall forspenningstråder, og som derfor oppviser ulike bevegelsesmotstander, kan alltid gjennomføres slik at et ønsket sluttresultat oppnås. De ulike antall tråder utgjør faktisk hovedgrunnen til endring i sammenpressingsgraden fra en type støpeprodukt til en annen.

Når et stort antall forspenningstråder brukes i produktet forårsaker trådene en høy motstand ved forspenningstrådføringene i støpemaskinen, slik at bevegelsen av støpemaski-nen drevet fremover av reaksjonskraften fra ekstruderingen av betongblandingen må forsterkes ved hjelp av en drivinnretning med konstant dreiekraft. Omvendt kan et lite antall tråder forårsake en situasjon med lav motstand som svikter i å oppnå en tilstrekkelig høy sammenpressingsgrad ettersom støpemaskinen begynner å bevege seg selv ved en lav reaksjonskraft fra ekstruderingen. Drivinnretningen med konstant dreiekraft må følgelig gi ytterligere motstand for å sikre en ønsket sammenpressingsgrad.

På grunn av sammenpressingen utøvet av skruematerne bringes også kraftforbruket på den øvre avretningsbj eiken i samsvar med sammenpressingsgraden i støpebetongen. Den ønskede sammenpressingsgraden kan derfor også skaffes ved måling av inngangskraften på drivinnretningen for den øvre avrettingsbj eiken og deretter passende styring av drivinnretningen med konstant dreiekraft.

Oppfinnelsen vil dernest forklares mer detaljert med henvisning til de vedføyde teg-ninger, i hvilke

fig. 1 viser et delsnittriss av en støpeanordning i henhold til oppfinnelsen;

fig. 2 viser et tverrsnittriss av anordningen i fig. 1 ved dens avrettingsbj eiker;

fig. 3 viser tverrsnittet av en eksempelvis utførelse av et plateprodukt med mas-siv kjerne som skal tilvirkes; og

fig. 4 viser tverrsnittet av en annen eksempelvis utførelse av et plateprodukt som skal tilvirkes.

En glideforskalingsstøpemaskin av ekstrudertype i henhold til oppfinnelsen er innrettet for å bevege seg på understøttelseshjul 4,4' langs sideskinnene i en form 11. Anordningen er satt sammen på et rammeverk 5.1 den illustrerte eksempelvise utførelse er støpemaskinen dannet med tre koniske skruematere 2. Skruene 2 er montert på rammeverket 5, for derved å understøttes av roterende skruedrivaksler 7. Ved den motsatte enden av skruene 2 i forhold til bevegelsesretningen for skruene 2 er anordnet kjernedannende dorer 3. Skruedrivakslene 7 er koblet med en veivdrift 16 til drivmotoren 9 for sammenpressingssystemet, mens skruedrivakselen er koblet med en kjedeoverføring 17 til drivmotoren 6 for skruene. Skruedrivakslene 7 er understøttet av radialglidelagere 24, som således tillater at den langsgående bevegelse frem og tilbake og den roterende bevegelse av skruene finner sted samtidig. Ved den inngående ende av skruematerne 2, over maskineriet, er anordnet en konisk matetrakt 1 for betongblanding. Ved siden av matetrakten 1 i motsatt retning i forhold til støpebevegelsen er plassert en øvre avret-tingsbjelke 13 over støpemaskinen og sideavrettingsbjelke 12 ved sidene av maskinen. Den øvre avrettingsbj eiken 13 er koblet med en veivdrift 15 til drivmaskineriet 8 for den øvre avrettingsbj eiken. Sideavrettingsbj eikene er koblet med en veivdrift 19 til drivmaskineriet 10 for sideavrettingsbj eikene. Understøttelseshj ulene 4' plassert ved den fremre enden av rammeverket 5 i forhold til dets bevegelse er koblet med en kjede-overføring 18 til et drivmaskineri 14 med konstant dreiekraft. En målesignallinje 20 er ført fra drivmotoren 6 for skruematerne til en styreenhet 23, fra hvilken en styresignal-linje 21 er ført videre til drivmaskineriet 14 med konstant dreiekraft. Styreenheten 23 mottar også målesignallinjer 22 fra drivmaskineriet 8 for den øvre avrettingsbj eiken og/eller drivmaskineriet 10 for sideavrettingsbj eiken.

Driften av anordningen er som følger. Betongblanding fylt i matetrakten 1 strømmer på mateskruene 2, som roteres med et drivmaskineri 6. De roterende mateskruene 2 ekstru-derer betongblandingen inn i et trykksatt rom som fortsettes som et støperom omskrevet av formen 11, sideavrettingsbj eikene 12 og den øvre avrettingsbj eiken 13.1 dette rom-met tvinges betongblandingen inn i rommene som gjenblir mellom de kjernedannende dorene 3 og formomskrivingsveggene 12,13, for derved å bli sammenpresset under den kombinerte virkningen fra bevegelsene og trykket utøvet av skruematerne 2, de kjernedannende dorene 3 og veggene 12,13, for således å innta formen av det ønskede slutt-produktet 25, så som for eksempel en hulkjerneplate.

Anordningen styres slik at inngangskraften på drivmotoren 6 for skruematerne først

måles direkte eller indirekte. Den valgte variabelen som skal måles, fastlegges med ty-pen av drivkraft, slik at den kan være motordrivstrømmen eller trykket på en hydraulisk motordrivledning som forbindes på en passende måte med aktuatorene og styreenheten brukt i systemet. Når hulkjernebj eikene, så som de vist i fig. 2, og tilsvarende plateliknende produkter tilvirkes, er en fordelaktig tilnærming å måle inngangskraften på drivmotoren 6 for skruematerne. Ved tilvirkningen av tynne plateliknende produkter er det imidlertid svært gunstig å måle inngangskraften på både drivmotoren 6 for mateskruene og drivmotoren 8 for den øvre avrettingsbj eiken. Ved tilvirkningen av produkter tilsvarende I-bj eiken vist i fig. 3 suppleres inngangskraftmålingen av drivmotoren 6 med inn-gangskratfmålingen av drivmotoren 10 for sideavrettingsbj eikene.

Irmgangskraftmålingen av matedrivmotoren eller en måleverdi proporsjonal med denne gir, slik som kjent innen området, et godt bilde på energien som behøves for sammenpressing av betongblandingen, og på den samlede energien som kreves for å oppnå et ønsket sluttresultat. Dersom stivheten i betongblandingen øker svekkes dens deforme-ringsevne og bearbeidelighet, slik at også behovet for mer inngangskraft og høyere trykk i sammenpressingsrommet øker. Det samme skjer dersom større aggregat brukes i betongblandingen eller andelen knust stein heves.

Verdien av den målte variabelen føres til styreenheten 23 som beregner styresignalver-diene for endring av dreiekraftytelsen på drivinnretningen 14 med konstant dreiekraft, for derved korrekt å forsterke eller forsinke bevegelsen av støpemaskinen for opprett-holdelse av ekstruderingstrykket og sammenpressingsgraden ved konstante nivåer. Sty-restrategien baseres på kjente retningslinjer i henhold til hvilke ekstruderingstrykket ved mateskruene øker med stivere sammensetninger av betongblandingen og større antall forspenningstråder. Samtidig øker også inngangskraften på mateskruene. Derved styres drivinnretningen med konstant dreiekraft for å forsterke bevegelsen av støpemaskinen. Når fuktinnholdet i betongblandingen er høyt, eller et lite antall tråder brukes, vedblir det innvendige trykket i betongblandingen som støpes og inngangskraften på mateskruene motsatt for lavt til å gi en ønsket sammenpressingsgrad, med mindre bevegelsesmotstanden økes ved styring av drivinnretningen med konstant dreiekraft for å bevirke en retarderende dreiekraft.

Drivinnretningen med konstant dreiekraft implementeres ved bruk av for eksempel en vekselstyrt elektrosk motor som aktuatoren. Styrte bremser kan brukes som hjelpeinn-retninger for utvikling av den retarderende dreiekraften.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for tilvirkning av et betongprodukt ved hovedsakelig horisontal glide-forskalingsstøping, i hvilken fremgangsmåte betongmasse mates gjennom et avgrenset tverrsnitt som fremføres med støpingen av et produkt med ønsket form, i hvilken fremgangsmåte det for fremføring av det avgrensede tverrsnittet bevirkes en bevegelsesmotstand, matekraft utnyttes for sammenpressing av støpingen og for å bevirke støpingens fremføring, og i hvilken fremgangsmåte tverrsnittets overflate eller overflater som defi-nerer produktets form, avretter og sammenpresser betongproduktets overflate, og det måles den kraften som forbrukes under betongmassens mating og/eller for overflaten eller overflatene som avretter og sammenpresser betongproduktets overflate, karakterisert ved at bevegelsesmotstanden justeres på grunnlag det oppnådde måleresultatet.

2. Anordning for tilvirkning av et styrt sammenpresset betongprodukt, hvilken anordning omfatter minst en mateinnretning (2) for mating av betong i et avgrenset tverrsnitt, hvilken mateinnretning (2) kan settes i bevegelse for sammenpressing av masse, og drivinnretninger for å sette mateinnretningen (2) i bevegelse samt minst en slik overflate (12, 13) som avgrenser det avgrensede tverrsnittet, og som kan settes i bevegelse for sammenpressing av betongmassen, og drivinnretninger for å sette overflaten i bevegelse, karakterisert ved at anordningen omfatter minst en innretning (14) som regulerer anordningens bevegelsesmotstand på grunnlag av den kraften som noen av anordningens drivinnretninger forbruker.

3. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at innret-ningen (14) som regulerer bevegelsesmotstanden, justerer bevegelsesmotstanden på grunnlag av den kraften som drivinnretningen (6) forbruker for å bevirke mateinnret-ningens (2) rullebevegelse.

4. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at innret-ningen (14) som regulerer bevegelsesmotstanden, justerer bevegelsesmotstanden på grunnlag av den kraften som drivinnretningen (9) forbruker for å bevirke mateinnret-ningens (2) bevegelse i lengderetningen.

Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved atinnet-ningen (14) som regulerer bevegelsesmotstanden, justerer bevegelsesmotstanden på grunnlag av den kraften som er forbrukt av drivinnretningen (6, 9) for å bevirke rullebevegelse og bevegelse i lengderetningen av mateinnretningen (2).

6. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at innret-ningen (14) som regulerer bevegelsesmotstanden, justerer bevegelsesmotstanden på grunnlag av den kraften som er forbrukt av drivinnretningen (8, 10) som bevirker den hovedsakelig lineære pendelbevegelsen av overflaten som avretter og sammepresser betongmassen.

7. Anordning ifølge hvilket som helst av kravene 2-6, karakterisert ved at den kraften som skal måles for regulering av bevegelsesmotstanden, er målt ved å definere den kraften som er mottatt av en elektrisk motor.