Vorrichtung zur Herstellung von langen, stabartigen, schlaffen oder vorgespannten Stahlbeton-Fertigteilen

Abstract

 Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von langen, stabartigen, schlaffen oder vorgespannten Stahlbeton-Fertigteilen, bestehend aus einer Schalung mit Stahlhaut und einem diese abstützenden Skelett aus Stahlprofilen, an dem Außenrüttler zur Verdichtung des Betons installiert sind, wobei die gesamte Schalung auf schwingungsdämpfenden Elementen gelagert und ein starker Längsträger starr mit der Schalung verbunden ist. Aufgabe ist es, eine derartige Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die es gestattet, den Beton bei einer Lärmemission von ca. ≤ 90 dB (A) zu verdichten. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mittels einer gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch gelöst, daß an einer der Längsseiten des Längsträgers (12, 21) Pendelrüttler (13) mit horizontal ausgerichteten und zur Zwangssynchronisation miteinander gekoppelten Rotorwellen befestigt sind.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von langen, stabartigen, schlaffen oder vorgespannten Stahlbeton-Fertigteilen, bestehend aus einer Schalung mit Schalhaut und einem diese abstützenden Skelett aus Stahlprofilen, an dem Außenrüttler zur Verdichtung des Betons installiert sind, wobei die gesamte Schalung auf schwingungsdämpfenden Elementen gelagert und ein starker Längsträger starr mit der Schalung verbunden ist.

[0002] Bei der Produktion von Betonfertigteilen kommt der Verdichtung des Betons große Bedeutung zu, da nur so die erforderliche Festigkeit erreicht werden kann. Die Verdichtungsenergie wird mittels von Rüttlern in dem Beton eingebracht, wobei zwischen Innen- und Außenrüttlern unterschieden wird. Die Innenrüttler werden direkt in den Beton eingebracht und übertragen die mechanischen Schwingungen über ihren Außenmantel an den Beton. Für die Herstellung von Betonfertigteilen sind Innenrüttler aus betonier-technischen sowie aus Kostengründen nicht geeignet. Hier kommen Außenrüttler zum Einsatz.

[0003] Nach dem Stand der Technik werden bei der Herstellung von Stahlbeton-Fertigteilen der eingangs genannten Art hochfrequente Kreisrüttler eingesetzt, die an dem Stahlprofilskelett der Schalung an allen Längsseitenwänden montiert sind. Eine derartige Schalung ist beispielsweise aus DE-Gbm 76 04 427 bekannt. Von dem Stahlprofilskelett werden die generierten Schwingungen auf die Stahlhaut übertragen und von dort auf den zu verdichtenden Beton. Mit Hilfe von elektronischen Frequenzumrichtern kann jede beliebige Rüttelfrequenz erzeugt werden, so daß jede Schalung auf die für sie günstigste Rüttelfrequenz einstellbar ist, um ein optimales Verdichtungsergebnis zu erzielen.

[0004] Üblich sind Rüttelfrequenzen zwischen ca. 70 bis 100 Hz, wobei die Wegamplituden der generierten Schwingungen zwischen ca. 0,8 bis 0,4 mm liegen, setzt man eine Beschleunigung von 8 g voraus, die im Mittel auf der Schalhaut generiert werden muß. Niedrigeren Frequenzen sind stahlbautechnische Grenzen gesetzt, da z. B. die Wegamplitude, d.h. die Verformung der Schalhaut, bei 50 Hz Rüttelfrequenz 1,6 mm beträgt.

[0005] Mit Kreisrüttlern können gute bis sehr gute Verdichtungsergebnisse erreicht werden. Nachteilig ist jedoch die zu hohe von der deformierten Schalhaut und den deformierten Stahlprofilen des Skeletts ausgehende Lärmemission. Die Werte liegen über 100 dB (A) und sind damit für das Bedienungspersonal gesundheitsgefährdend.

[0006] Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen bekannt, mit denen der Beton bei einer Lärmemission ≤ 90 dB (A), also relativ leise, verdichtet werden kann (Guntram Zanker: "Moderne Rütteltechnik im Betonfertigteilwerk - dargestellt am Beispiel Werk Mayreder/Elster", Betonwerk + Fertigteil-Technik BFT, Heft 12/1993, Bauverlag GmbH, Wiesbaden). Hier kommen Pendelrüttler zum Einsatz, die an ihren Befestigungsplatten fast ausschließlich Zug- und Druckkräfte, und nur in einem sehr geringen Maße senkrecht dazu gerichtete Kräfte abgeben. Bei den bekannten Vorrichtungen handelt es sich um Plattenumlaufanlagen sowie um Kipptische. Diesen Vorrichtungen ist gemeinsam, daß die Pendelrüttler nicht direkt an der Schalung befestigt sind, sondern an Rahmen, auf die die Schalung aufgestellt ist. Die Pendelrüttler sind dabei sowohl an einer Quer- als auch an einer Längsseite der Rahmen angeordnet, wodurch diese bei in Betrieb befindlichen Rüttlern eine Taumelbewegung vollführen. Da bei den genannten Systemen die Schalhaut nicht mehr deformiert wird, ist es möglich, eine verdichtungsgerechte Beschleunigung bei großen Wegamplituden und geringen Rüttelfrequenzen zu erreichen. Eine Übertragung dieser Technik auf eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aufgrund der völlig unterschiedlichen Abmessungen nicht möglich.

[0007] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, auch für eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von langen, stabartigen, schlaffen oder vorgespannten Stahlbeton-Fertigteilen eine Lösung zur Verfügung zu stellen, die es gestattet, den Beton bei einer Lärmemission von ca. ≤ 90 dB (A) zu verdichten.

[0008] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mittels einer gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch gelöst, daß an einer der Längsseiten des Längsträgers Pendelrüttler mit horizontal ausgerichteten und zur Zwangssynchronisation miteinander gekoppelten Rotorwellen befestigt sind.

[0009] Diese Lösung weicht von der bisher bekannten Betonverdichtungstechnik unter Verwendung von Pendelrüttlern dahingehend ab, daß nur noch an einer Seite der Schalung Pendelrüttler vorgesehen sind. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß allein schon durch die Anordnung von horizontal ausgerichteten Pendelrüttlern auf einer der Längsseiten der Schalung ein verdichtungsgerechtes Ergebnis erzielt werden kann. Dieses Resultat ist darauf zurückzuführen, daß die Pendelrüttler neben den großen Zugund Druckkräften quer zur Schalung auch, im Betrag geringfügige, vertikale Kraftvektoren generieren.

[0010] Über den starr mit der Schalung verbundenen starken Längsträger übertragen die in ihrem Umlauf durch die Kopplung der Rotorwellen synchronisierten Pendelrüttler ihre gerichteten Kräfte an die gesamte Schalung. Diese schwingt dadurch bei niedriger Rüttelfrequenz mit einer relativ langen Wegamplitude. Die für die Schwingbewegung erforderliche Zentrifugalkraft wird über die Rüttlergröße bzw. verstellbare Wuchtgewichte bestimmt, während über Frequenzumrichter die optimale Rüttelfrequenz einstellbar ist.

[0011] Die erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der dazugehörigen Zeichnunge zeigt in schematischer Weise:

Fig. 1

eine Seitenansicht einer π-Schalung zur Herstellung von schlaffen oder vorgespannten Stahlbetondecken,

Fig. 2

eine Draufsicht auf die Schalung gemäß Fig. 1,

Fig. 3

eine Seitenansicht einer T-Binderschalung und

Fig. 4

eine Seitenansicht einer I-Binderschalung.

[0012] Die in den Figuren 1 und 2 gezeigte π-Schalung hat eine Länge von bis zu ca. 72 m und besteht aus einzelnen ca. 12 m langen Schüssen, von denen in Fig. 2 ein Schuß 1 dargestellt ist. Die einzelnen Schüsse sind starr miteinander zur langen Schalung verbunden.

[0013] Die π-Schalung setzt sich aus zwei Innenschalungen 2, 3 und aus zwei Außenschalungen 4, 5 zusammen. Diese bestehen aus vertikalen und horizontalen Aussteifungen 9, 10, welche die nicht weiter dargestellte Schalhaut aus Stahlblech abstützen. Die Innenschalungen 2, 3 und die Außenschalungen 4, 5 sind weiterhin jeweils durch die Aussteifungen 9, 10 verbindende Längs- und Querträger so verstärkt, daß sich eine biege- und verwindungssteife, robuste Konstruktion ergibt.

[0014] Die Innenschalung 2 ist ortsfest mit Querträgern 6 verbunden, auf denen die gesamte Schalung ruht. Die anderen Schalungsbaugruppen 3, 4, 5 sind auf den Querträgern 6 verfahrbar, wobei Gleitschuhe ein Abheben und Verschieben in Längsrichtung verhindern. In Fig. 1 ist die Außenschalung 5 mit Strichlinien in einer gegenüber der mit Vollinien dargestellten Arbeitsposition nach außen verfahrenen Position dargestellt.

[0015] Das Verfahren der Innenschalung 3 und der beiden Außenschalungen 4, 5 ist für eine Veränderung des Querschnitts und für das Ein- und Ausschalen erforderlich. Diese Vorgänge werden mit doppelt wirkenden Hydraulikzylindern 7 bewerkstelligt, wobei die Zylinder so ausgelegt sind, daß sie die beim Betonieren und Verdichten auftretenden Horizontalkräfte aufnehmen können. Es sei hier erwähnt, daß anstelle der Innenschalung 2 natürlich auch die Innenschalung 3 oder eine der beiden Außenschalungen 4, 5 ortsfest mit den Querträgern 6 verbunden sein kann.

[0016] Zwischen den beiden Innenschalungen 2, 3 ist ein Paßstück 11 eingefügt, mit dem der Abstand der Stege der π-Decke verändert werden kann. Die dadurch in der Schalhaut vorhandenen Fugen sind betondicht. Die Steghöhe und -breite der π-Decke wird durch Stegböden 8 bestimmt, die jeweils zwischen den Außen- und Innenschalungen 4, 2 bzw. 5, 3 vorgesehen sind. Diese Stegböden 8 sind in aller Regel an den Innenschalungen 2, 3 befestigt.

[0017] Je Innenschalung 2, 3 und je Außenschalung 4, 5 ist ein starker Längsträger 12 in Form eines Kastenprofils vorgesehen, der sich über die gesamte Schalungslänge erstreckt und jeweils mit den vertikalen Aussteifungen 9 verschweißt ist. Am Längsträger 12 der Innenschalung 2 sind je Schuß 1 im Abstand voneinander drei Pendelrüttler 13 "System Losenhausen" der Firma Knauer Engineering GmbH Industrieanlagen & Co., D-82538 Geretsried, angeordnet, deren Befestigungsplatten mit dem Längsträger 12 verschweißt sind. An den Krafteinleitungsstellen der Pendelrüttler 13 ist der Längsträger 12 zusätzlich versteift.

[0018] Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Rotorwellen der drei Pendelrüttler 13 über Verbindungswellen 14 mechanisch gekoppelt sind, so daß die Pendelrüttler 13 zwangssynchronisiert umlaufen. Dadurch kann die große Masse der mit Beton gefüllten π-Schalung in mechanische Schwingungen mit großen Wegamplituden versetzt werden. Elektronische Frequenzumrichter sorgen dafür, daß die relativ großen Exzentermassen der Pendelrüttler "weich" angefahren werden können und die erforderliche Rüttelfrequenz generiert wird. In Fertigungsversuchen ist zum Beispiel eine Rüttelfrequenz von 17,5 Hz bei einer Wegamplitude von 3 bis 4 mm gefahren worden, was zu einer Beschleunigungsamplitude bis zu 5 g führt.

[0019] Im Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 und 2 sind die Pendelrüttler 13 an den Längsträger 12 der ortsfesten Innenschalung 2 befestigt. Das hat zum einen den Vorteil, daß der Längsträger 12 noch zusätzlich mit den Querträgern 6 verschweißt werden kann und zum anderen, daß der Rüttlerkrafteintrag, auf den Querschnitt der π-schalung bezogen, relativ zentral erfolgt. Natürlich können die Pendelrüttler 13 auch am Längsträger 12 der Innenschalung 3 bzw. der Außenschalungen 4, 5 befestigt werden. Eine Anordnung der Pendelrüttler 13 an den Außenschalungen 4, 5 hätte den Vorteil einer besseren Zugänglichkeit zu den Pendelrüttlern 13 für Wartungs- und Reparaturarbeiten.

[0020] Die Querträger 6 stützen sich über Schwingmetalle 15 am Hallenboden ab, wobei je Querträger 6 drei Schwingmetalle 15 vorgesehen sind. Die Schwingmetalle 15 sind so ausgerichtet, daß sie die Belastung aus dem Eigengewicht der Schalung und dem Frischbetongewicht, insbesondere aber die durch die Pendelrüttler 13 generierten großen Wegamplituden aufnehmen können.

[0021] Die in Fig. 3 gezeigte T-Binderschalung ruht auf Querträgern 6 und besteht aus zwei Schalungshälften 23, wobei auf der linken Bildhälfte ein T-Binder mit kurzem Steg und auf der rechten Bildhälfte ein T-Binder mit einem langen Steg dargestellt ist.

[0022] Am unteren Ende der Schalungshälften 23 sind starke U-Längs-profile 16 vorgesehen, die auf Schlitten 17 angeordnet sind. Diese Schlitten 17 sind auf den Querträgern 6 verfahrbar. Zu ihrer Betätigung sind doppelt wirkende, nicht dargestellte Hydraulikzylinder vorgesehen. Auf den Schlitten 17 sind weiterhin Lagerstellen 18 für Streben 19 angeordnet, die die Schalungshälften 23 über vertikale Aussteifungen 20 abstützen. Insoweit unterscheidet sich die T-Binderschalung nicht vom Stand der Technik.

[0023] Zur Realisierung der vorliegenden Erfindung ist auf das U-Längsprofil 16 der rechten Schalungshälfte 23 ein starker Längsträger 12 in Form eines Kastenprofils aufgelegt, der mit diesem sowie den vertikalen Aussteifungen 20 verschweißt ist. An diesen Längsträger 12 sind, wie auch beim vorherigen Ausführungsbeispiel, im Abstand voneinander Pendelrüttler 13 mit zwangssynchronisierten, horizontal liegenden Rotorwellen angeordnet. An den Krafteinleitungsstellen der Pendelrüttler 13 ist der Träger 12 versteift.

[0024] Es versteht sich von selbst, daß die Schwingmetalle 15 auch bei diesem Ausführungsbeispiel für die großen Wegamplituden der Schwingung ausgelegt sind.

[0025] Die in Fig. 4 dargestellte I-Binderschalung entspricht, abgesehen von der erfindungsgemäßen Pendelrüttleranordnung, dem Stand der Technik. Dieses Ausführungsbeispiel soll klarstellen, daß Binderschalungen nicht mit speziellen Längsträgern wie in den vorhergehenden beiden Beispielen ausgestattet werden müssen, wenn sie schon von Hause aus starke, für die Anbringung von Pendelrüttlern 13 geeignete Längsprofile 21 aufweisen. In Fig. 4 ist das Längsprofil 21 an den Befestigungsstellen der Pendelrüttler 13 lediglich durch Platten 22 versteift.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Herstellung von langen, stabartigen, schlaffen oder vorgespannten Stahlbeton-Fertigteilen, bestehend aus einer Schalung mit Schalhaut und einem diese abstützenden Skelett aus Stahlprofilen an dem Außenrüttler zur Verdichtung des Betons installiert sind, wobei die gesamte Schalung auf schwingungsdämpfenden Elementen gelagert und ein starker Längsträger starr mit der Schalung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß an einer der Längsseiten des Längsträgers (12, 21) Pendelrüttler (13) mit horizontal ausgerichteten und zur Zwangssynchronisation miteinander gekoppelten Rotorwellen befestigt sind.

Zeichnung